CC BY
43
УДК 553.98
ПРОДУКТИВНОСТЬ КАРБОНАТНЫХ ПЛАСТОВ-КОЛЛЕКТОРОВ НА НЕПСКОМ СВОДЕ
В.А. Качин1, Л.В. Николаева2, Е.Г. Васенёва3, Е.Н. Буглов4
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Приведены сведения о вскрытии продуктивных карбонатных горизонтов кембрия непского свода, о соляно-кислотной обработке этих пластов с целью интенсификации притоков углеводородов составлены графики зависимости коэффициента продуктивности от мощностей коллекторов преображенского и осинского горизонтов. Ил. 2. Библиогр. 3 назв.
Ключевые слова: буровые растворы; интенсификация; карбонаты; солянокислотная обработка; коллектор; продуктивность.
PRODUCTIVITY OF CARBONATE LAYERS-COLLECTORS ON THE NEPA ARCH V.A. Kachin, L.V. Nikolaeva, E.G. Vaseneva, E.N. Buglov
National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.
The article presents information on the opening of productive Cambrian carbonate horizons of the Nepa arch, on hydrochloric acid treatment of these layers in order to intensify the inflow of hydrocarbons. The plots of the productivity ratio as a function of capacities of collectors of Preobrazhensky and Osinsky horizons are made. 2 figures. 3 sourœs.
Key words: muds; intensification; carbonates; hydrochloric acid treatment; collector; productivity.
В настоящее время, в связи с завершением строительства и началом эксплуатации нефтепровода «Восточная Сибирь - Тихий океан», Непско-Ботуобинская нефтегазовая область (НГО), становится объектом приоритетного внимания отечественных и зарубежных компаний в части изучения и освоения залежей углеводородов, расположенных на её территории. Так, например, в 2008 году ОАО «Верхнечонскнефтегаз» (основные акционеры: ТНК-ВР - 62,71% и Роснефть -25,94%) приступило к промышленной эксплуатации крупнейшего в Восточной Сибири Верхнечонского нефтегазоконденсатного месторождения.
За последние годы также существенно были увеличены объемы глубокого бурения и получены первые положительные результаты на новых лицензионных участках ОАО «Роснефть», ОАО «Сургутнефтегаз» и ООО «Иркутская нефтяная компания», что, несомненно, ещё более усилит интерес недропользователей к Непскому своду Непско-Ботуобинской НГО.
В геологическом отношении северная и северозападная части Непского свода характеризуются сокращенным, вплоть до полного выклинивания, разрезом терригенной части мотской свиты. В связи с этим растет значение карбонатных пластов-коллекторов, вмещающих в себя залежи нефти и газа, а именно:
ербогачёнского, преображенского, устькутского и осинского горизонтов. Все они сложены доломитами (хемогенными и органогенными) с тонкими прослоями ангидрито-доломитов, глинистых разностей и известняков. Сохранение продуктивных свойств призабойной зоны пласта в таких условиях при аномально низких пластовых давлениях (АНПД) представляет собой сложную проблему и требует выполнения работ по интенсификации из залежей притоков нефти. При существующей практике строительства скважин в рассматриваемых районах для проходки всего ствола, включая и бурение по продуктивным пластам, в качестве бурового раствора повсеместно использовались соленасыщенные хлориднонатриевые рассолы, которые создавали значительные репрессии на пласт. Их применение обусловливалось в первую очередь наличием мощной толщи каменной соли в разрезе.
Вскрытие залежей углеводородов с промывкой рассолом производилось, как правило, при непере-крытых обсадной колонной солевых отложений. Вследствие перенасыщения рассола и обогащения выбуренным шламом его плотность перед входом в пласт составляла 1,20-1,28 г/см3, что обусловливало значительные репрессии на продуктивные горизонты. Это в свою очередь приводило к поступлению в них
1 Качин Виктор Афанасьевич, кандидат технических наук, доцент кафедры нефтегазового дела, тел.: (3952) 405278, 89526231190.
Kachin Victor, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Oil and Gas Engineering, tel.: (3952) 405278, 89526231190.
2Николаева Людмила Васильевна, кандидат технических наук, доцент кафедры нефтегазового дела, тел.: (3952) 405256. Nikolaeva Lyudmila, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Oil and Gas Engineering, tel. (3952) 405256.
3Васенёва Елена Георгиевна, старший преподаватель кафедры нефтегазового дела, тел.: (3952) 405256, e-mail: [email protected]
Vaseneva Elena, Senior Lecturer of the Department of Oil and Gas Engineering, tel.: (3952) 405256, e-mail: [email protected]
4Буглов Егор Николаевич, аспирант, тел.: (3952) 405256. Bugle Yegor, Postgraduate, tel: (3952) 405256.
большого количества бурового раствора или его фильтрата.
Интенсивность поглощения в зависимости от кол-лекторских свойств пласта и технологических показателей бурового раствора изменялась от 1-5 до 10-15 м3/ч, а общий объем потерь в некоторых скважинах от нескольких десятков кубометров до 360м3 и более.
Многие зарубежные и отечественные исследователи считают, что вскрытие продуктивных горизонтов с промывкой буровыми растворами на водной основе во всех случаях приводит к снижению естественной проницаемости коллектора [3]. Степень этого влияния зависит от размера зоны проникновения жидкости вскрытия или её фильтрата и величины снижения проницаемости в этой зоне. При этом основными причинами, приводящими к ухудшению проницаемости, являются закупорка порового пространства или трещин твердыми частицами раствора (кольматация) и набухание глинистых пород коллектора. Блокирующее действие воды обусловлено капиллярно-поверхностными явлениями, выпадением в порах или трещинах нерастворимых осадков в результате взаимодействия фильтратов растворов и пластовых флюидов, например, хлоридно-натриевого фильтрата бурового раствора и хлоридно-кальциевой пластовой (остаточной) воды. В зависимости от конкретных условий эти причины могут проявляться или одновременно, или в отдельности, или в произвольном их сочетании и в различной степени отрицательно действовать на результаты буровых работ.
На месторождениях Восточной Сибири, наряду с некоторыми из них, преимущественное влияние на резкое снижение проницаемости коллектора в этих условиях оказывает именно применение соленасы-щенных растворов. При откачке пластовых жидкостей часто наблюдалась интенсивная кристаллизация солей из галогенно-карбонатных отложений. Такое явление возможно происходило и в призабойной зоне продуктивного горизонта. В результате этого прекращалось фонтанирование скважин, стволы которых «зарастали» соляной пробкой.
В отбираемом из продуктивных пластов керне также обнаруживалась соль, которая частично или полностью заполняла его поровое пространство.
В связи с вышесказанным основным условием повышения эффективности поисковых работ на Непском своде является применение таких методов вскрытия, которые обеспечили бы сохранность естественного состояния коллектора и, следовательно, достаточную надежность результатов опробования. При этом особое внимание необходимо обращать на способ отбора керна с целью увеличения его выноса.
Представленная выше литологическая характеристика разреза предопределяет изначально возможность эффективного применения основного метода интенсификации притоков из карбонатных пластов -соляно-кислотной обработки скважин (КОС), так как во многих случаях притоков нефти или газа при испытании этих горизонтов не получено [1, 2].
Большая перспективность Непского свода сегодня поднимает вопрос серьезного рассмотрения опыта
ранее проведенных кислотных обработок поисковых и разведочных скважин с целью более результативного их применения в настоящее время и в ближайшем будущем. Для его частичного решения нами предпринята попытка проанализировать итоги и условия ранее выполненных работ и оценить эффективность интенсификации притоков из этих горизонтов на Верхнечон-ском и Вакунайском месторождениях, а также Преображенской, Могдинской и других площадях и сделать некоторые выводы и предварительные заключения.
Преображенский горизонт. В 15 скважинах имел место положительный результат от применения КОС (дебит нефти или газа увеличивался в некоторых случаях иногда в разы), а в 8 скважинах эффект отсутствовал или был очень незначительным. Так, например, на скв. 35 верхнечонской производительность возросла с 14,5 до 16,5 м3/сут. Столь низкая эффективность данного метода объясняется прежде всего несоблюдением технологии его реализации (некачественная подготовка скважин к работам, неполный вынос из пласта продуктов реакции, негерметичность обсадной колонны - скв. 248 могдинская, аварии при исполнении КОС - скв. 77 верхнечонского и др.).
В настоящее время, по нашему мнению, предметом дальнейших исследований является определение рационального расхода соляной кислоты на один метр коллектора. При обработке геологоразведочных скважин он колебался от 0,3 м3/м (скв. 106 преображенская) до 4,6м3/м (скв. 31 верхнечонская).
В подавляющем большинстве случаев горизонты обрабатывали «чистой» соляной кислотой, концентрация которой составляла 12-15%. При этом коэффициент приемистости (Кпр, м3/сут. МПа) варьировался в широких пределах от 0,07 (скв. 123 верхнечонская) до 4,1 (скв. 2 преображенская) и зависел от проницаемости пород, которая в свою очередь изменялась от 0,08 (скв. 12 верхнечонская) до 0,6-2,0 мд (скв. 2 преображенская).
В некоторых случаях даже при 15 МПа на устье скважины пласт не принимал кислоту (скв. 54 верхнечонская). Необходимо было выдерживать время, чтобы дождаться её воздействия на коллектор. Рабочее же давление закачки, как правило, составляло от 5,5 до 150 МПа и говорило, прежде всего, о структуре коллектора и о том, как он был загрязнен при вскрытии, а также как подготовлена скважина к интенсификации. Поэтому время ожидания реакции в целом изменялось от 3 до 18 часов.
В скв. 139 преображенской было установлено, что пласт обладает фильтрационными свойствами, но приток нефти отсутствует.
В некоторых случаях был получен фильтрат бурового раствора, свидетельствующий о низком качестве вскрытия горизонта (скв. 248, 207, 1 вакунайская и др.).
Устькутский горизонт. Кислотная обработка горизонта проводилась в 11 скважинах, в 7 из которых был получен положительный результат (дебит нефти, фильтрата бурового раствора или пластовой воды увеличен до 2 раз). В 4-х остальных скважинах эффект отсутствовал.
В отличие от Преображенского горизонта, в двух скважинах (135, 188 Преображенская) после обработки получили пластовую воду, в то же время до закачки кислоты в пласт с помощью ИП приток нефти составил несколько литров. Данный факт говорит прежде всего о необходимости тщательного выбора интервала обработки по характеру его насыщения, т.к. реакция соляной кислоты с породами имеет избирательный характер, что и приводит к определенному интервалу её размещения в коллекторе. В перспективе это явление необходимо обязательно тщательно изучить. То же самое относится и к скв. 23 верхнечонской, в которой при испытании получили только незначительный приток газа, а после КОС - дебит нефти в объеме 0,5 м3/сут.
При обработке устькутского горизонта расход соляной кислоты на 1 м коллектора изменялся от 2,0 (скв. 23 верхнечонская) до 0,15 м (1 могдинская), а её количество, закачиваемое в пласт, варьировалось от 36 (скв. 138) до 1-2 м3 (1 могдинская).
Коэффициент приемистости колебался от 0,4 до 6 м3/сут. Мпа и зависел от проницаемости и толщины коллектора.
Давление закачки кислоты в пласт, фиксируемое
по устьевым манометрам, изменялось от 2 (скв. 3 даниловская) до 20 (скв. 1 могдинская) и даже 27 МПа (скв. 161 подволочная), а время действия кислоты на коллектор варьировалось от 3,5 до 30 часов, что свидетельствовало в целом о низком качестве вскрытия устькутского горизонта.
Осинский горизонт. Работы по интенсификации притоков проводились в 7 скважинах, в остальных вызов притока и характер насыщения горизонтов определялся в процессе их строительства в открытом стволе при помощи испытателя пластов на трубах. В 5 случаях был получен положительный результат - дебит газа или нефти и воды увеличился до 2-х и более раз.
Низкий эффект от применения данного метода в осинском горизонте обусловлен теми же причинами, которые имели место и при анализе работ на преображенском горизонте.
Положительные результаты обработки скважин, в которых дебиты УВ после воздействия на породы соляной кислоты превышали существенно (до 2-х и более раз) первоначальные значения, были сгруппированы по горизонтам, что позволило построить графики зависимости коэффициента продуктивности от тол-
щины коллектора (рис. 1, 2).
Коэффициент продуктивности скважин находился из выражения:
К „род = О/Ар,
где О - дебит скважин, м3/сут., Ар - депрессия на пласт, МПа.
Значение этого коэффициента зависит также от гидропроводности (б) и пьезопроводности (^ пласта, характеризующих его коллекторские свойства (пористость, проницаемость, толщину, подвижность пластовой продукции), которые соответственно определяются из формул:
5 = т Ьэф; Ьфу, где т - коэффициент пористости пласта; 11эф - эффективная толщина коллектора, м; у - вязкость пластовой продукции, сП.
Средние значения всех перечисленных выше показателей и остаточной водонасыщенности (кнг) в продуктивном поле пласта изменяются по его площади в довольно незначительных пределах (до 50% нижних величин), в силу чего основную роль в дебите скважины играет именно толщина коллектора. При этом чем равномернее и полнее по мощности пласт
повергается кислотной обработке, тем выше его нефтеотдача.
Объяснятся это следующим. Коэффициент продуктивности отражает скорость потока углеводородов через полную площадь ствола скважины. Учитывая тот факт, что диаметры бурения по пластам практически были одинаковы во всех случаях, можно сделать вывод: коэффициент продуктивности напрямую зависит от толщины коллектора, подвергшегося воздействию кислоты, т.е. от мощности пород, продуцирующих поток.
Представленные на рис. 1 и 2 графики зависимости Кпрод от 11эф для осинского и преображенского горизонтов резко отличаются друг от друга. Для первого из них четко выражена линейная связь, что и предлагается использовать в практике геологоразведочных работ на Непском своде.
Во втором случае между данными показателями существует явно выраженная степенная зависимость. Объяснение этому необходимо искать прежде всего в условиях образования пород преображенского горизонта, что позволит в перспективе прогнозировать площадное развитие коллектора, а следовательно, и продуктивного поля.
Рис. 2. Зависимость коэффициента продуктивности от толщины коллектора преображенского горизонта
Представленный в данной статье материал показывает, что для повышения продуктивности карбонатных пластов - коллекторов на Непском своде в первую очередь необходимо:
- первичное вскрытие горизонтов осуществлять буровыми растворами пониженной плотности с минимальными значениями фильтрации и требуемыми реологическими и структурно-механическими свойствами;
- объекты КОС определять по комплексу данных промысловых геофизических исследований скважин, исследования керна продуктивных горизонтов;
- кислотную обработку проводить «чистой» соляной кислотой, а не её заменителями;
- методику и технологию проведения КОС разрабатывать для каждой скважины и пласта в отдельности, с учетом особенностей образования последнего.
Библиографический список
1. Технология кислотной обработки пластов: метод. указания. Иркутск, 1985.
2. Пермяков И.Г., Шевкунов Е.М. Геологические основы поисков, разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений. М.: Недра, 1976.
3. Николаева Л.В. Исследование влияния соленасыщенных буровых растворов на проницаемость подсолевых газонефтяных пластов. (На примере месторождений Восточной Сибири): автореф. дис. ... канд. техн. наук. М., 1975.
УДК 528.946
КОСМИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ТАЕЖНЫХ ГЕОСИСТЕМ БАЙКАЛЬСКОГО РЕГИОНА Е.В. Клевцов1, А.В. Коптев2
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Представлены результаты разработки системы космического и картографического мониторинга лесов. Осуществлена оценка информационных возможностей разнотипных данных дистанционного зондирования, используемых при мониторинге и картографировании лесных ресурсов таежного Прибайкалья. Материалы космических съемок пригодны для изучения современного состояния и структуры растительного покрова, определения породного состава лесов, выявления антропогенного воздействия на растительный покров и очагов повреждений лесов болезнями и вредителями. Также возможна идентификация эдафических вариантов растительности, связанных с условиями увлажнения, засоления, субстрата, рельефа, и оценка экологических условий лесных массивов.
Ил. 1. Табл. 1. Библиогр. 8 назв.
Ключевые слова: дистанционное зондирование Земли; космический мониторинг; многозональные снимки; ска-нерная съемка; таежные геосистемы; лесные ресурсы; лесохозяйственные карты; космофотокарты.
SATELLITE MONITORING OF BAIKAL REGION TAIGA GEOSYSTEMS E.V. Klevtsov, A.V. Koptev
National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.
The results of the development of satellite and cartographical forest monitoring system are presented. The assessment of informational possibilities of multitype remote sensing data used in monitoring and mapping of forest resources in the taiga Trans-Baikal territory is performed. The satellite imagery data can be applied to the study of the current state and the structure of vegetation cover, determination of the species composition of forests, identification of human impacts on vegetation cover and forest damage centers of diseases and pests. Also the identification of edaphic vegetation variants associated with the conditions of moistening, salification, substrate, relief and the assessment of forest environmental conditions is possible. 1 figure. 1 table. 8 sources.
Key words: Earth remote sensing; satellite monitoring; multizone images; scanner survey; taiga geosystems; forest resources; forestry maps; satellite photomaps.
В настоящее время космический и картографиче- ших и незаменимых средств управления таежными ский мониторинг лесов становится одним из важней- геосистемами и призван решать широкий круг научных
1 Клевцов Евгений Валерьевич, кандидат географических наук, доцент кафедры маркшейдерского дела и геодезии, тел.: 405103, e-mail: [email protected]
Klevtsov Evgeny, Candidate of Geography, Associate Professor of the Department of Mine Surveying and Geodesy, tel.: 405 103, e-mail: [email protected]
2Коптев Александр Владимирович, аспирант кафедры маркшейдерского дела и геодезии, тел.: 405103, e-mail: [email protected]
Koptev Alexander, Postgraduate of the Department of Mine Surveying and Geodesy, tel.: 405 103, e-mail: [email protected]
