ГЕОЛОГИЯ, ПОИСКИ И РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕФТИ И ГАЗА
Πредставлены исследования воздействия геотермальной воды самоизливающейся разведочной скважины Черкашинской № 36-РГ на экосистемные водотоки. Скважина была пробурена в 1965 году для изучения залежей йодобромной воды. В данной работе показаны оценки допустимого содержания радиационной опасности воды и близлежащих донных отложений самотечных гидрогеологических скважин, а также дана оценка естественной радиационной безопасности работы с этими материалами персонала геологоразведочных и народно-хозяйственных предприятий. В статье приводятся данные обследования естественного радиационного фона, а также данные по естественной радиоактивности донных отложений и объемному содержанию радия в воде. Показаны исследования естественной радиоактивности донных отложений калия (40К) и тория (232Th). Актуальность работы обусловлена полувековым загрязнением высокоминерализованными йодобромными водами водосбора одной из крупнейших трансграничных рек Западной Сибири — р. Иртыш. Следует отметить, что р. Аремзянка является притоком 1-го порядка р. Иртыш, в нее впадает ручей, текущий от фонтанирующей разведочной скважины № 36-РГ.
При построении геологических моделей может возникнуть проблема обоснования предполагаемых нарушений, которые неявно выделяются по данным сейсморазведки, носят условный характер или требуют доизучения. Для обоснования таких границ можно использовать данные, получаемые в процессе бурения горизонтальных и сильнонаклонных скважин (LWD — logging while drilling), траектория которых проходит через предполагаемое гидродинамическое или тектоническое нарушение.
Цель работы — обоснование границ предполагаемых гидродинамических барьеров на нескольких месторождениях Западной Сибири с помощью информации, полученной в результате анализа комплекса геофизических исследований в процессе бурения горизонтальных и сильнонаклонных скважин, проходящих через такие границы. Основным методом исследования является азимутальный гамма-гамма плотностной каротаж (имидж плотности) и его интерпретация для выделения границ гидродинамического разобщения, в том числе тектонических разломов по критериям, описанным в работах А. В. Чашкова, С. З. Мутаева и др.
В работе приведено практическое применение метода азимутального гамма-гамма плотностного каротажа для обоснования предполагаемого сейсмического нарушения, требующего доизучения, которое неявно выделяется по данным сейсморазведки и носит условный характер на примере Первого месторождения. Данная модель прошла экспертизу Государственной комиссии по запасам полезных ископаемых, принята по авторам.
Изучение криолитозоны на полуострове Ямал связано с газо- и гидратонасыщенными интервалами, предупреждением газовых выбросов, часто встречающихся при бурении скважин. Распространение многолетнемерзлых пород определяет поиск новых методик изучения геокриологической обстановки района, основные закономерности строения зоны по данным геолого-геофизических исследований, результатов бурения скважин и сейсмической разведки.
Изучение зоны многолетнемерзлых пород имеет огромное значение при бурении скважин для избежания различных видов осложнений. Кроме того, интерпретация данных геофизических исследований в комплексе с данными по бурению и сейсмическими материалами позволяет построить модель распространения зоны по латерали.
Проведение геофизических методов помогает в некоторой степени предупредить, а также предотвратить возможные аварийные ситуации. Рассмотрен достаточно большой фонд геофизического материала, проанализирован комплекс исследований в зоне многолетнемерзлых пород полуострова Ямал на многих месторождениях.
В результате проведенных исследований представлены основные методики интерпретации материалов геофизических исследований, выделены критерии оценки основных типов мерзлотного состояния горных пород.
МАТЕРИАЛЫ И КОНСТРУКЦИИ В НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ
Получены и проанализированы две контактные массы на основе системы кремний-медь: 25%Cu-75%Si и 50%Cu-50%Si для катализа в производстве гидрофобных покрытий. Проведена оптимизация стандартной методики восстановления хлорида меди(I) с целью получения мелкодисперсных частиц меди, обладающих высокой каталитической активностью. Показано, что восстановление возможно непосредственно в контакте с кремнием, полученный средний диаметр частиц меди составляет 5–10 мкм в обеих контактных массах (25%Cu-75%Si и 50%Cu-50%Si). Металлографический анализ показал рыхлую морфологию поверхностей раздела фаз кремний-медь, что необходимо для усиления каталитической активности контактных масс. Локальным химическим анализом методом растровой электронной микроскопии установлено соотношение размера частиц исходных поликристаллов хлорида меди(I) и полученных частиц меди в результате восстановления на кремнии. Глубокое восстановление позволяет получать частицы размером до 5 мкм. Полученные результаты представляют интерес для производства покрытий на основе кремнийорганических соединений, снижающих трение при транспорте углеводородов.
Одним из способов повышения устойчивости стальных конструкций и нефтепроводов к процессам наводораживания при эксплуатации является нанесение на них тонких слоев в виде нитридных или оксидных покрытий, которые обладают более высокими показателями устойчивости к коррозионным процессам. В работе представлены результаты оценки применения ионной и электронной модификации нитридных покрытий (TiN), нанесенных на нержавеющую сталь, с целью повышения их устойчивости к процессам наводораживания и деструкции при накоплении водорода в приповерхностном слое, вызывающем его охрупчивание и коррозию. В качестве ионов для модификации покрытий были выбраны ионы O2+ и N2+ с энергией 20 кэВ/заряд, флюенсы облучения составили 1013–1015 ион/см2 . Для проведения модификации с применением электронов были использованы электроны с энергией 500 кэВ и дозами облучения 100–500 кГр. В результате проведенных экспериментов было установлено, что ионная модификация приводит к формированию в структуре дополнительных дислокационных дефектов, накопление которых приводит к увеличению прочности и устойчивости к растрескиванию. В случае электронного облучения основной эффект модификации заключается в тепловом воздействии, приводящем к повышению стабильности кристаллической структуры, а также ее уплотнению. Анализ эффектов наводораживания и коррозии образцов показал, что ионная модификация с флюенсом 5 × 1013 ион/см2 приводит к увеличению стабильности структуры покрытий, а также увеличению потенциалов коррозии.
БУРЕНИЕ СКВАЖИН И РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ
При разработке газовых месторождений пластовое давление может быть использовано как для оценки запасов газа методом материального баланса, так и для последующего расчета дренируемых запасов, что в совокупности позволяет судить об эффективности системы разработки. Предлагается методика определения дренируемых запасов в скважинах с отсутствием замеров пластового давления. Данная методика может быть применена в случае, если ввод фонда скважин в эксплуатацию производится одновременно или в течение короткого промежутка времени. На основании численного моделирования и анализа данных разработки месторождений были сделаны выводы о том, что величина дренируемых запасов в наибольшей степени контролируется текущим дебитом скважин, гидродинамическими параметрами продуктивного пласта, а также интерференцией близлежащих скважин. Применение данной методики позволит улучшить понимание текущих процессов, происходящих в пласте, уточнить оценку энергетики залежи и величину начальных запасов газа, а также создает дополнительный источник информации для своевременного и более точного принятия решений по разработке месторождений.
При выходе из бурения газовых скважин на месторождениях Западной Сибири для их освоения применяются различные техники и технологии, в том числе и при проведении вторичного вскрытия продуктивных пластов. При проведении вторичного вскрытия не должны ухудшаться фильтрационно-емкостные свойства призабойной зоны пласта. Для этого должны применяться жидкости для проведения перфорационных работ. При этом для проведения перфорационных работ на равновесии и депрессии рекомендованы перфорационные жидкости на солевой основе, обработанные КМЦ-700 и сульфацеллом, на углеводородной основе (дизельное топливо и газовый конденсат) и на основе кислотных композиций с высоким значением коэффициента восстановления проницаемости. После проведения лабораторных экспериментов были отобраны перфорационные жидкости, которые обладают коэффициентом восстановления проницаемости более 96 %, и перфорационные жидкости на основе кислотных составов, которые обладают значением коэффициента восстановления проницаемости более 180 %.
Увеличение доли трудноизвлекаемой нефти в общем балансе ее запасов, что особенно актуально для Республики Башкортостан, неизбежно делает необходимым поиск и промышленное внедрение новых способов ее извлечения. Среди множества методов увеличения нефтеотдачи и интенсификации притока выделяется метод воздействия на призабойную зону пласта высокочастотным электромагнитным полем, который, несмотря на многолетние исследования, до сих пор считается в России экспериментальным и ограничивается оценкой производственно-технических характеристик использования. При этом упускаются из виду финансово-экономические показатели, выявление которых позволит обосновать относительную малозатратность и высокую рентабельность инновационного метода.
Целью исследования является определение целесообразности внедрения методов разработки нефтяных месторождений, основанных на использовании энергии электромагнитного поля. Основными методами исследования являются анализ научной литературы по теме исследования, систематизация и обобщение специализированных данных государственной статистики. В расчетной части используются методы экономического анализа и бизнес-аналитики.
Рассмотрены существующие технологии разработки нефтяных месторождений в Республике Башкортостан, сделан вывод об их моральном устаревании и необходимости замены на технологии, основанные на новых физических принципах. Обозначены перспективность электромагнитных технологий и степень разработанности данной тематики в научной среде России и Республики Башкортостан. Средствами моделирования установлен экономический эффект внедрения технологии воздействия на призабойную зону пласта высокочастотным электромагнитным полем.
Результаты работы могут применяться в анализе перспектив регионов с преимущественным развитием нефтедобывающего и нефтеперерабатывающего комплекса, на территории которых имеются большие площади истощенных месторождений, требующих применения инновационных технологий довыработки. Дальнейшие исследования могут быть посвящены оценке экономической и технологической эффективности применения электромагнитных и других инновационных технологий воздействия на пласт непосредственно на месторождениях с разными свойствами остаточной нефти и геолого-геофизическими параметрами вмещающих коллекторов.
В настоящее время актуальной задачей при строительстве нефтяных и газовых скважин является оптимизация затрат на различные технологические процессы, в том числе и на промывочные жидкости. В статье рассмотрены технологические решения по снижению содержания основного ингибитора гидратации глинистых пород — хлорида калия — в рецептуре бурового раствора для бурения горизонтальных скважин, а также показана возможность повторного использования промывочной жидкости, оставшейся после бурения транспортной секции. В связи с тем, что интервал горизонтального участка скважин представлен преимущественно песчаником, актуальным является оптимизация состава бурового раствора с целью снижения расхода применяемых реагентов-ингибиторов. Повторное применение отработанных буровых растворов при строительстве горизонтальных скважин позволяет сократить расход многотоннажного компонента, не ухудшая технологичности применяемой промывочной жидкости. Внедрение рассматриваемых мероприятий позволяет получить экономический эффект за счет сокращения затрат на приготовление бурового раствора, а также уменьшить объемы образующихся отходов бурения.
ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ
В настоящее время в области потокоотклоняющих технологий (ПОТ) и технологий выравнивания профиля приемистости (ВПП) разработано множество различных реагентов методов увеличения нефтеотдачи (МУН), а также технологий их применения. Выбор использования определенных способов воздействия на продуктивный пласт зависит от его геолого-физических условий, поэтому правильность этого выбора оказывает прямое влияние на эффективность применения технологий МУН.
Ассортимент реагентов малообъемных химических МУН в высокотемпературных пластах на сегодняшний день весьма ограничен и их применение не везде эффективно. В работе приведены результаты опытно-промысловых работ по повышению нефтеотдачи в высокотемпературных пластах, выполненных в последнее время: 2018–2021 гг. Рассмотрены апробированные технологии ВПП с использованием гелеобразующих термотропных составов «Complex 377» и «EOR701R», полимерного состава «EOR909R». Приведены геолого-физические условия их апробации, основные параметры закачек и полученные результаты.
Статья будет полезна для специалистов, занимающихся методами повышения нефтеотдачи нефтяных пластов, а также для специалистов, принимающих участие в разработке и внедрении физико-химических методов увеличения нефтеотдачи.