На правах рукописи

ТУРИЦЫНА Мария Владимировна

ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

ПРИМЕНЕНИЯ ГАЗОЖИДКОСТНЫХ СМЕСЕЙ

ДЛЯ ВСКРЫТИЯ ПЛАСТОВ С АНОМАЛЬНО

НИЗКИМИ ДАВЛЕНИЯМИ

Специальность 25.00.15 – Технология бурения

и освоения скважин

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург – 2013

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Национальный минеральносырьевой университет «Горный»

Научный руководитель – доктор технических наук, доцент Яковлев Андрей Арианович

Официальные оппоненты:

Мураев Юрий Дмитриевич, доктор технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», кафедра начертательной геометрии и инженерной графики, профессор Тойб Роман Русланович, кандидат технических наук, ЗАО «Ванкорнефть», управление по организации буровых работ, начальник проектноэкспертного отдела

Ведущая организация – Филиал ООО «ЛУКОЙЛИнжиниринг» «ПермНИПИнефть» в г. Перми

Защита состоится 28 июня 2013 года в 14 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.224.02 при Национальном минерально-сырьевом университете «Горный» по адресу:

199106, г. Санкт-Петербург, В.О., 21 линия, д.2, ауд. 2123.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Национального минерально-сырьевого университета «Горный».

Автореферат разослан 28 мая 2013 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ НИКОЛАЕВ

диссертационного совета Николай Иванович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Анализ современного состояния бурения и заканчивания скважин показывает, что с каждым годом, по мере разработки и эксплуатации месторождений нефти и газа, наблюдается истощение их запасов, снижение пластовых давлений, что требует применения щадящих технологий вскрытия продуктивного пласта. Кроме того, ведется все более активное освоение месторождений Восточной Сибири, большая часть которых имеет низкие (например, Ярактинское месторождение, ярактинский горизонт, коэффициент аномальности (отношение пластового давления к гидростатическому) КА=0,94; Дулисьминское – парфеновский горизонт, КА=0,94) и даже аномально низкие (Среднеботуобинское – Ботуобинский горизонт, КА=0,78; Тас-Юряхское – Восточный блок, К А=0,75, и Западный блок, КА=0,78; Иреляхское – ботуобинский и улаханский горизонты, КА=0,79) пластовые давления (АНПД).

Качественное первичное вскрытие таких горизонтов с сохранением начальных фильтрационно-емкостных характеристик призабойной зоны пласта рекомендуется осуществлять путем поддержания системы «скважина – пласт» в равновесии или при минимальной депрессии на пласт, что обеспечивается за счет применения очистных агентов пониженной плотности (вплоть до 400-600 кг/м3), в противном случае некачественные операции по вскрытию продуктивного пласта могут привести к его кольматации и, как следствие, снижению дебита скважины.

Учеными и специалистами, работавшими над проблемой вскрытия пластов с пониженными давлениями, предлагались различные способы решения проблемы: гидродинамическая обработка стенок скважины; вскрытие пласта с применением полимер-эмульсионных растворов (в т.ч. на нефтяной основе) и с продувкой газами; применение газожидкостных смесей. Однако эти разработки не всегда являлись в конечном счете эффективными или были не до конца разработанными.

Применение газожидкостных смесей позволяет повысить качество первичного вскрытия продуктивных пластов за счет улучшения показателей бурения и промывки (рост скорости бурения, улучшение очистки забоя и др.) и сохранения фильтрационно-емкостных свойств горизонта путем снижения дифференциального давления на забой, что невозможно при использовании других типов очистных агентов. В связи с этим разработка составов газожидкостных композиций с малой плотностью представляется актуальной задачей.

Значительный вклад в развитие представлений о применении ГЖС, внесли отечественные и зарубежные учные Булатов А.И., Вулисанов Н.С, Горонович В.С., Горонович С.Н., Горшков Л.К., Гукасов Н.А., Ивачев Л.М., Исаев В.И., Кирсанов А.И., Климов В.Я., Кудряшов Б.Б., Мураев Ю.Д., Слюсарев Н.И., Соловьев В.Н., Яковлев А.А., Яковлев A.M., Brown R.W., Darley H.C.H., Gilbert B., Gray G.R., Eckell J.E., Murray A.S. и др., в том числе при вскрытии продуктивных горизонтов Амиян А.В., Амиян В.А., Ангелопуло O.K., Бондаренко В.В., Леонов Е.Г., Медведовский Р.И., Перейма А.А. и др.

Тема диссертации соответствует тематике направлений исследований по Нефтегазовому факультету Горного университета и паспорту научной специальности 25.00.15 «Технология бурения и освоения скважин» в следующей области исследований: «Физико-химические процессы в горных породах, буровых и цементных растворах с целью разработки научных основ обоснования и оптимизации рецептур технологических жидкостей, химических реагентов и материалов для строительства скважин»

и «Моделирование и автоматизация процессов бурения и освоения скважин при углублении ствола, вскрытии и разобщении пластов, освоении продуктивных горизонтов, ремонтновосстановительных работах, предупреждении и ликвидации осложнений».

Цель работы. Повышение эффективности первичного вскрытия продуктивных пластов в условиях аномально низких пластовых давлений.

Идея работы. Сохранение фильтрационно-емкостных свойств пластов с АНПД за счет применения составов газожидкостных смесей на основе инертных газов, разработки их рецептур и технологических схем, обеспечивающих поддержание заданных забойных давлений (допустимая депрессия) и качественную очистку ствола скважины.

Задачи исследования:

1. Анализ современного состояния теории и практики первичного вскрытия продуктивных пластов с АНПД с применением водных и облегченных буровых растворов.

2. Оценка факторов, влияющих на вскрытие продуктивного пласта, и регламентация свойств поверхностно-активных веществ (ПАВ), разработка составов и параметров ГЖС с использованием инертных газов для первичного вскрытия продуктивных пластов с АНПД для конкретных геолого-технических условий.

3. Экспериментальные стендовые исследования вскрытия продуктивных пластов в термобарических условиях, аналогичных скважинным, для обоснования применения предлагаемых ПАВ, их рецептур и составов ГЖС с учетом характеристик пласта и оценки их эффективности.

4. Установление аналитических и эмпирических зависимостей, характеризующих гидродинамические и гидростатические условия вскрытия продуктивных пластов с АНПД при использовании ГЖС.

5. Опытно-производственная проверка разработанных рекомендаций и оценка их экономической эффективности.

Методика исследования. Анализ состояния вопроса по первичному вскрытию пластов с АНПД: оценка факторов, влияющих на их вскрытие; применяемые технологии, технические средства, буровые растворы и их рецептуры; изучение буровой практики; анализ существующих ПАВ и их композиций. Лабораторные и стендовые экспериментальные исследования предлагаемых композиций ПАВ и составов ГЖС в термобарических условиях, аналогичным скважинным. Комплекс экспериментальных и аналитических исследований с использованием как стандартных, так и специально разработанных методик проведения экспериментов, статистическая обработка результатов с использованием современного программного обеспечения.

Научная новизна работы заключается в установлении зависимостей изменения технологических характеристик ГЖС от содержания ПАВ, структурообразующих и стабилизирующих добавок, а также создании математической модели гидродинамической промывки скважины, позволяющей рассчитать параметры очистного агента для поддержания минимально допускаемой депрессии на пласт при первичном вскрытии продуктивного горизонта с сохранением его фильтрационно-емкостных характеристик.

Защищаемые научные положения:

1. Применение газожидкостных смесей, получаемых аэрацией инертным газом водных растворов анионактивных ПАВ лаурилсульфата натрия (0,05-0,1%) и ЛАБС натрия (0,05-0,1%) с добавлением высокомолекулярного полимера ПАА FP 107 (0,05и карбоксиметил крахмала КМК-БУР-2 (1-3%), обеспечивает сохранение фильтрационно-емкостных свойств продуктивных горизонтов с АНПД при их первичном вскрытии за счет снижения дифференциального давления на забое скважины до уровня рекомендуемой депрессии на пласт.

2. Разработанная гидродинамическая модель промывки скважины газожидкостными смесями позволяет определить условия поддержания минимально допустимой депрессии на пласт при его первичном вскрытии с сохранением фильтрационноемкостных характеристик.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций определяется удовлетворительной сходимостью расчетных величин с результатами лабораторных исследований (±2-5%), воспроизводимостью полученных данных.

Практическая значимость заключается в разработке рецептур газожидкостных смесей и технологических операций, обеспечивающих вскрытие продуктивных пластов с аномально низкими давлениями за счет снижения дифференциального давления на забой применительно к конкретным геологотехническим условиям при соблюдении требований по охране окружающей среды.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на III и IV Всероссийских научнотехнических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Нефтегазовое и горное дело» (Пермь, Пермский государственный технический университет, 2010, 2011), ежегодном Международном форуме молодых ученых «Проблемы недропользования» (Санкт-Петербург, Национальный минеральносырьевой университет «Горный», 2012), V Всероссийской конференции «Проблемы разработки месторождений углеводородных и рудных полезных ископаемых» (Пермь, Пермский национально-исследовательский политехнический университет, 2012), на XII и XIII Международных молодежных научных конференциях «Севергеоэкотех» (Ухта, Ухтинский государственный технический университет, 2011, 2012), V Международной научнотехнической конференции «Бурение скважин в осложненных условиях» (Украина, Донецк, Донецкий национальный технический университет, 2011), 9-й и 10-й Международных научнопрактических конференциях «Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения» (Воркута, Воркутинский горный институт (филиал Горного университета), 2011, 2012), XVI Московском международном Салоне изобретений и инновационных технологий «Архимед» (Москва, 2013).

Реализация результатов работы. Отдельные положения диссертационного исследования использованы при выполнении научно-исследовательских работ в рамках:

– ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-13 годы (по лоту «Поддержка научных исследований, проводимых целевыми аспирантами в области технических наук») № 14.132.21.1820 «Обоснование и разработка составов буровых растворов для повышения эффективности разрушения твердых горных пород на забое скважины и вскрытия продуктивных пластов в условиях пониженных давлений»;

– стипендиальной программы Президента Российской Федерации молодым ученым и аспирантам, осуществляющим перспективные научные исследования и разработки по приоритетным направлениям модернизации российской экономики, на 2012-14 годы по теме «Обоснование и разработка составов буровых растворов для повышения эффективности вскрытия продуктивных пластов в условиях пониженных давлений».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 печатных работы, из них 4 – в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

Объем и структура диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов и рекомендаций, библиографического списка, включающего 118 наименований. Материал диссертации изложен на страницах, включает 23 таблицы, 34 рисунка, 1 приложение.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приводится общая характеристика работы, обосновывается ее актуальность, определяются цель, задачи, идея работы, излагаются защищаемые научные положения, научная новизна и практическая значимость.

В первой главе представлен анализ эксплуатационных характеристик нефтяных и газовых месторождений. Выявлено, что от 25 до 44,5% фонда залежей провинций приурочено к зонам с аномально низкими пластовыми давлениями. Анализ фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) и условий залегания месторождений показывает, что в большинстве случаев (около 60%) начальный коэффициент аномальности выражается величиной порядка 0,95-0,99 и лишь в редких случаях (около 6 %) этот коэффициент составляет 0,79 или менее.

Оценены группы факторов, влияющих на качество вскрытия пластов. Рассмотрены существующие технологии первичного вскрытия продуктивных пластов, которые основаны на контроле и регулировании дифференциальных давлений в условиях гидродинамической связи скважины и вскрываемых пластов.

Проанализированы составы буровых растворов, применяемых для промывки скважин, в том числе при первичном вскрытии нефтегазовых горизонтов с аномально низкими пластовыми давлениями. Оценено влияние параметров буровых растворов на ФЕС пласта, на основе чего сделан вывод, что одним из наиболее перспективных является применение газожидкостных смесей, поскольку вскрытие продуктивных пластов при их использовании характеризуется улучшением показателей бурения и промывки, максимальным сохранением фильтрационноемкостных свойств продуктивного горизонта. Сформулированы задачи исследований.

Во второй главе изложена методика аналитических и экспериментальных исследований. Приводятся методы изучения процессов, протекающих в продуктивных пластах. Рассмотрены реологические и фильтрационные характеристики буровых растворов, которые необходимо учитывать при вскрытии продуктивных пластов.

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований свойств поверхностно-активных веществ и их комплексов, технологических параметров газожидкостных промывочных смесей на основе различных реагентов.

В лабораторных условиях проведены исследования 24-х составов газожидкостных смесей. В качестве базовых компонентов растворов выбраны следующие реагенты: лаурилсульфат натрия 0,05% + линейный алкил бензол сульфат (ЛАБС) натрия 0,05% (в качестве вспенивателя и собирателя), глицерин 1% (регулятор вязкости), каустическая сода 0,5% (реагент для смягчения воды), калий уксуснокислый плавленый 0,05% (бактерицид), кремнийорганическая жидкость ГКЖ-11 0,5% (гидрофобизирующая добавка). Варьировались состав и концентрация стабилизирующих и структурообразующих компонентов.

С точки зрения кинетики разрушения, стабильности, скорости выделения, пенообразующей способности, ряд растворов (таблица 1) удовлетворяют требованиям, предъявляемым к газожидкостным смесям, используемым для промывки скважин (обладают высокой стабильностью, при этом в течение 30 мин отстоя выделяют от 60 до 90% пенообразующей жидкости, что позволяет при небольшой дообработке необходимым количеством реагентов вновь получать стабильные ГЖС).

Таблица 1 – Параметры газожидкостных смесей, полученных в лабораторных условиях рующих и структутрация стабилизиСостав и конценгаемая плотность № образцов растворов Экспериментальные данные и результаты их обработки (таблица 2) показывают, что реологическое поведение газожидкостных смесей в диапазоне скоростей сдвига от 100 до 600 с - подчиняется модели Оствальда – де Ваале со степенью определенности = 0,96…1,00 и описывается уравнением K n, где – напряжение сдвига, Па; – скорость деформации; K – показатель консистентности, Пас; n – показатель нелинейности, безразмерная величина.

Таблица 2 – Реологические характеристики газожидкостных смесей № образцов растворов Проведенные исследования показали, что применение предлагаемых стабилизаторов и структурообразователей позволяет получить стабильные газожидкостные смеси, оптимальные для условий АНПД. Разработанный состав, включающий в себя в качестве структурообразующей и стабилизирующей добавки ПАА FP 107 (0,05%) + КМК-БУР-2 (1%), можно считать наиболее целесообразным, с точки зрения технологической (характеризуется оптимальными параметрами для поддержания заданных забойных условий и очистки скважины от шлама) и экономической (снижение стоимости применяемых структурообразующих добавок для приготовления 1 м3 раствора и сохранение технологических показателей при последующих циклах циркуляции) эффективности.

Четвертая глава посвящена разработке гидродинамической модели промывки скважины газожидкостными смесями при первичном вскрытии пластов с АНПД, а также оценке е адекватности реальным условиям на основе стендовых испытаний фильтрационных свойств образцов горной породы.

При этом модифицирована и усовершенствована математическая модель гидродинамического расчета промывки скважин газожидкостными смесями G. Okpobiri и C. Ikoku, которая позволяет определять допустимую депрессию на пласт, забойную плотность газожидкостной смеси, расход газа и жидкости, реологические и теплофизические свойства газожидкостных смесей в забойных условиях.

Предложено осуществлять подобный расчет, исходя из условия поддержания необходимого забойного давления и обеспечения выноса горной породы с забоя скважины:

где S КП н / обс. – площадь кольцевого пространства в необсаженном стволе скважины, м2; g – ускорение свободного падения, м/с2; d ч – средний диаметр частиц шлама, м; Pпл – пластовое давление, Па;

ч – плотность шлама, кг/м ; н. у. – плотность газа в нормальных условиях, кг/м3; Pатм – атмосферное давление, Па; ПОЖ – плотность пенообразующей жидкости, кг/м3; QПОЖ – расход пенообразующей жидкости, м3/с; – расчетное газосодержание для обеспечения необходимого забойного давления:

где P – допустимая депрессия на стенки скважины при бурении, Па; Н скв – глубина скважины, м, PГЖС - гидростатическое давление газожидкостной смеси.

Для приближенного гидродинамического прогнозирования процесса при проведении стендовых исследований с целью получения более точной характеристики потока использовано критериальное уравнение подобия. На гидродинамику процесса промывки скважины газожидкостной смесью в большей степени влияет газосодержание, зависящее от расходов фаз, что можно учесть при введении приближенного критерия Фруда ( Fr ). За основу принято уравнение:

где Qг – расход газа, м /с; D – диаметр скважины на забое, м; F – площадь сечения канала потока, м2.

При расчете объмного газосодержания по модифицированной модели разница между пластовым давлением и половиной допустимого значения депрессии на пласт будет являться искомым забойным давлением Pзаб Pпл 0,5 P. Вводя безразмерный эквивалент давления Тогда модифицированный для наших условий критерий Фруда получим в виде зависимости:

В таблице 3 представлены расчетные данные для проведения серии экспериментальных исследований на стенде.

В ходе стендовых исследований, в соответствии с предложенной методикой, было установлено, что при поддержании расчетных значений расходов фаз обеспечивается качественное вскрытие продуктивного горизонта с сохранением фильтрационных характеристик пласта. Расходы газа и жидкости, превышающие расчетные на 10-15%, могут привести к проникновению смеси в пласт, что может повлечь за собой кольматацию призабойной зоны и последующее снижение проницаемости пласта. Приведенные в таблице 4 данные показывают удовлетворительное совпадение расчетных значений давлений по рассматриваемой методике с экспериментальными данными.

Таблица 3 – Расчет параметров расхода фаз для проведения стендовых исследований через безразмерный коэффициент подобия Расход жидкости, см3/с 24000 9,94 18000 7,45 25000 10, Расход жидкости, см3/с 24000 9,94 18000 7,45 25000 10, Таблица 4 – Сравнение опытных с расчетными по разработанной методике значений давления нагнетания (по условной скважине) Пластовые условия Давление на забое, МПа Глубина Давление, скважины, м МПа Относительная ошибка обусловлена неучтенными потерями давления в циркуляционной системе скважины, которые можно устранить путем введения соответствующих поправок в алгоритм расчета. Однако при бурении скважин на забойное давление будет оказывать влияние и увеличение диаметра ствола, отличное от запроектированного, что не представляется возможным учесть, поскольку в каждой последующей скважине этот поправочный коэффициент может отличаться от данных предыдущих кавернограмм.

По результатам исследований можно сделать вывод, что разработанная модифицированная гидродинамическая модель промывки скважины газожидкостными смесями позволяет определить расходы фаз, обеспечивающие потребное давления нагнетания и давление на забое с учетом допустимой депрессии на пласт при первичном вскрытии пластов с аномально низкими давлениями с точностью, достаточной для инженерных расчетов (до 10%). В качестве газовой составляющей может быть использован воздух, азот, гелий, углекислый газ, выхлопные газы и т.д.

Увеличение плотности жидкой фазы на 10% для обеспечения поддержания расчетной плотности газожидкостной смеси требует повышения газосодержания в смеси на 54,4-55,0% за счет увеличения расхода газа на 40,1-57,5% и снижения расхода жидкости на 7,5-16,8%, при этом качественная очистка ствола скважины от выбуренной породы будет обеспечиваться при более низких скоростях (на 9,6-18,7%) восходящего потока на забое.

При высоких значениях коэффициента аномальности (0,95) на месторождениях с аномально низкими пластовыми давлениями для выполнения условий обеспечения выноса шлама и поддержания забойного давления с учетом депрессии на пласт рекомендуется применение газожидкостных смесей большей плотности (на 19,7-21,1% по сравнению с месторождениями, где КА=0,8), т.е. с меньшим газосодержанием (на 59,4-59,8%). При этом расход жидкой фазы необходимо увеличивать на 20-40% при одновременном снижении расхода газовой составляющей на 54-60,0%, что позволит не превышать значение допустимой депрессии на пласт.

Использование гелия в качестве газа для аэрации раствора на 17-27% (по сравнению с другими исследованными газами) увеличивает потребный расход фаз (за счет его низкой плотности) и, как следствие, требуется развивать большую скорость потока (на 16-26%) для обеспечения выноса шлама из заколонного пространства. Аэрация воздухом влечет за собой большее газосодержание (на 6,1-6,8%) в смеси, чем при использовании других исследуемых газов, что приводит к нежелательному загустению (на 2,6%) газожидкостной смеси на забое. Применение азота и углекислого газа позволяет снизить газосодержание и минимально необходимую скорость восходящего потока на забое для обеспечения выноса шлама из кольцевого пространства, поэтому использование этих газов в качестве компонентов ГЖС наиболее целесообразно.

Термический фактор не оказывает существенного влияния на гидродинамические параметры промывки, поскольку рост плотности газа (по закону Бойля-Мариотта) незначительно влияет на гидродинамические, реологические и теплофизические свойства газожидкостной смеси.

В пятой главе дается оценка экологической безопасности и экономической эффективности применения разработанной газожидкостной смеси.

С учетом технологии и экологии бурения скважин можно рекомендовать ПАВ, обладающие наиболее высокой пенообразующей способностью с минимальными показателями по ПДК:

бинарная смесь ЛАБС натрия (0,05%) и лаурилсульфата натрия (0,05%).

Использование выхлопных газов имеет ряд недостатков с точки зрения защиты окружающей среды и влияния на живые организмы; применение воздуха также нежелательно, поскольку может привести к возникновению взрывоопасных смесей в случае газопроявлений или при выделении из нефти попутного газа.

Наиболее безопасным с точки зрения экологии является применение углекислого газа или азота.

Для дегазации отработанных газожидкостных промывочных смесей при бурении скважин в условиях аномально низких пластовых давлений предложена технологическая схема оборудования циркуляционной системы закрытого типа (рисунок 1), включающая в свой состав устройства механической дегазации раствора.

Рисунок 1 – Замкнутая циркуляционная система закрытого типа для бурения скважин с применением газожидкостных промывочных смесей: 1 – эжектор, 2 – газовый сепаратор, 3 – шламоуловитель, 4 – вибросита, 5 – вакуумный дегазатор, 6 – циклон, 7 – съемный контейнер для сбора разрушенной породы, 8 – фильтр, 9 – насос для забора раствора В предлагаемой схеме реализуется принцип сохранения окружающей среды за счет того, что применяется наиболее безопасный, с точки зрения экологии, механический способ разрушения газожидкостных смесей – эжекторный отвод пены из скважины, совмещенный с циклоном для принудительного отделения газовой фазы от твердожидкой смеси.

Для определения экономической эффективности применения предложенных рецептур и составов газожидкостных смесей произведен расчт стоимости 1 м3 пенообразующего раствора. Для расчета приняты средние значения рыночной стоимости реагентов. Стоимость подобных пенообразующих растворов на 34-71% выше разработанного состава на основе полимера ПАА FP-107.

Для оценки экономической эффективности газожидкостной смеси на примере первичного вскрытия продуктивного горизонта Мироновской площади с коэффициентом аномальности 0, на глубину 1995 м скв. № 3 был проведн расчт стоимости газожидкостной смеси на основе различных газов с учетом разработанных рекомендаций по расчету потребного расхода фаз. Объм очистного агента для вскрытия продуктивной залежи для расчетной скважины – 134,86 м3. Стоимость ГЖС для первичного вскрытия продуктивных горизонтов представлена в таблице 5.

Таблица 5 – Стоимость ГЖС для первичного вскрытия продуктивных горизонтов с АНПД при использовании различных газов для их аэрации Стоимость расчетного объма ГЖС, руб. 536 845 2 212 196 Разработанный состав раствора для приготовления газожидкостной смеси для промывки скважины с экономической точки зрения наиболее целесообразно аэрировать азотом или углекислым газом, так как экономия по сравнению с гелием составляет в 4,12 и 4,98 раз соответственно.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Месторождения с аномально низкими пластовыми давлениями широко распространены на многих месторождениях, например для Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции 44,5% от фонда месторождений имеют аномально низкие пластовые давления. АНПД преимущественно встречаются в породахпесчаниках (61%), из них 69% месторождений относятся к высокопродуктивным коллекторам, большая часть которых (34%) по глубинам залегания приурочены к глубинам 1500-2000 м.

2. Наиболее эффективным и щадящим способом является вскрытие продуктивных пластов при равновесии или поддержании минимально допустимой депрессии, что может быть обеспечено использованием газожидкостных промывочных смесей, поскольку они обладают уникальной способностью изменять в широком диапазоне плотность за счет различной степени аэрации.

3. Разработанная гидродинамическая модель промывки скважины с применением газожидкостных смесей на основе инертных газов позволяет определять расходы фаз, обеспечивающие потребное давление нагнетания и давление на забое с учетом допустимой депрессии на пласт при первичном вскрытии пластов с аномально низкими давлениями с погрешностью, достаточной для инженерных расчетов (от 1,3 до 4,8 %).

4. Оптимальными показателями, с точки зрения пенообразования, а также по результатам расчета экономической эффективности и экологической безопасности, обладает состав, включающий в себя смесь анионактивных поверхностно-активных веществ лаурилсульфата натрия (0,05%) и ЛАБС натрия (0,05%), а в качестве структурообразующей и стабилизирующей добавки ПАА FP-107 (0,05%) + КМК-БУР-2 (1%), поскольку обеспечивает получение эффективных газожидкостных промывочных смесей с оптимальными технологическими, экологическими и экономическими характеристиками для конкретных горно-геологических условий.

5. Оценка технико-экономических показателей и опытнопроизводственных результатов свидетельствует об эффективности разработанных составов газожидкостных промывочных смесей. При сравнении с аналогичными пенообразующими растворами стоимость 1м3 раствора ниже на 34-71%, а при применении углекислого газа для приготовления ГЖС на примере бурения эксплуатационной скважины глубиной 1995 м расчтный экономический эффект по сравнению с использованием азота и гелия составляет 93 и 1768 тыс. руб. соответственно.

Наиболее значимые печатные работы:

1. Турицына М.В. Обзор результатов исследований растворов поверхностно-активных веществ и газожидкостных смесей на их основе // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 2; URL: www.science-education.ru/102Яковлев А.А. Исследование свойств газожидкостных смесей и выбор их рациональных составов для первичного вскрытия пластов с аномально низкими давлениями / А.А. Яковлев, М.В. Турицына // Инженер-нефтяник. Научнотехнический журнал, 2012. – №2. – С. 27-31.

3. Турицына М.В. Газожидкостные промывочные смеси для заканчивания скважин в условиях аномально низких пластовых давлений / М.В. Турицына, Е.В. Чернобровин, В.А. Морозов и др. // Нефтяное хозяйство. – 2012. – № 8. – С.111-113.

4. Турицына М.В. Газожидкостные промывочные смеси для первичного вскрытия пластов в условиях аномально низких пластовых давлений / М.В. Турицына, А.В. Ковалев, В.А. Морозов и др. // Нефтяное хозяйство. – 2012. – № 9. – С.58-59.

5. Турицына М.В. Первичное вскрытие пластов с аномально низкими давлениями. Теория и практика современного состояния вопроса // Научное издание «Севергеоэкотех-2011» : Материалы XII международной молодежной научной конференции «Севергеоэкотех-2011», Ухта: УГТУ, 2011. – Ч. 2. – С. 62-65.

6. Яковлев А.А. Оценка перспективности применения газожидкостных смесей на месторождениях с аномально низкими пластовыми давлениями / А.А. Яковлев, М.В. Турицына // Науковi працi труды Донецького нацiонального технiчного унiверситету. Серiя Гiрничо-геологiчна. – Донецк: ДВНЗ «ДонНТУ», 2011. – № 16(206). – С. 37-41.

7. Турицына М.В. Методика проведения экспериментальных исследований очистных агентов для промывки скважин в условиях пониженных давлений / М.В. Турицына, Е.Л. Леушева // Научный вестник МГГУ. - 2012. - № 11 (32). - C. 65-71.

8. Яковлев А.А. Экологические особенности растворов поверхностно-активных веществ в буровых газожидкостных смесях / А.А. Яковлев, М.В. Турицына // Экология и развитие общества.

– 2012. - №3(5). – С. 40-43.

Получено положительное решение от 03.12.2012 на выдачу патента, заявка № 2011145188 от 07.11.2011.