Вход
  1. Главная
  2. Журналы
  3. Территория "Нефтегаз"
  4. Территория "Нефтегаз" 3-4.2024
Территория Нефтегаз 3-4.2024

Научная статья

EDN: EZOXGW

УДК 622.276.1/.4(571.1)
(UDK 622.276.1/.4(571.1))

Для получения доступа к статьям

Авторизуйтесь

РАЗРАБОТКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ (DEVELOPMENT AND EXPLOITATION)

ВЛИЯНИЕ НАБУХАНИЯ ГЛИНИСТЫХ МИНЕРАЛОВ НА ПРИЕМИСТОСТЬ СКВАЖИН

(IMPACT OF CLAY MINERAL SWELLING ON WATER INTAKE CAPACITY OF WELLS)

В статье рассмотрены данные по минералогическому составу глинистой фракции образцов горных пород из скважин, пробуренных на территории месторождений Западной Сибири, а также по результатам анализа работы нагнетательных скважин при закачке пресной, пластовой, смешанной воды. Установлено, что на конечную нефтеотдачу пластов при поддержании пластового давления заводнением существенно влияет набухаемость глинистых минералов. Изучению минерального состава горных пород при проектировании заводнения, а именно при выборе типа закачиваемой воды, необходимо уделять особое внимание, так как глинистые минералы имеют различные коэффициенты набухаемости и растворимости, что оказывает влияние на нефтевытесняющую способность пресной воды при фильтрации.
При проведении исследования использовались данные по месторождениям, находящимся длительный период в эксплуатации, по которым имеется литологическое описание, результаты изучения минералогического состава пород, данные стандартных и специальных петрофизических исследований кернового материала. По изменению показателя приемистости скважин за всю историю разработки можно отметить, что его среднее значение выше по месторождениям, где с начала реализации системы поддержания пластового давления велась закачка пресной воды. Однако данное сравнение может быть некорректным, так как происходит изменение количества действующего фонда нагнетательных скважин, ограничение приемистости по различным причинам и т. д.
В работе произведено сравнение средних значений приемистости по 592 скважинам с начала ввода системы поддержания пластового давления. Поскважинный анализ позволил более детально показать динамику их работы при использовании пресной, пластовой сеноманской, попутно добываемой и смешанной воды, темпы падения приемистости и сделать прогноз относительно длительности возможного периода эксплуатации.
Для установления влияния закачиваемой воды на величину приемистости в зависимости от геолого-физических характеристик пласта и набухаемости глинистого минерала проведен регрессионный анализ по нескольким месторождениям и получена модель приемистости скважин со значительной сходимостью к фактическим данным (погрешность расчета составляет 0,1 %). Результаты показали, что закачка пресной воды не вызывает снижения приемистости, в случае если набухаемость глинистых фракций незначительная и не приводит к уменьшению порового пространства.

This paper reviews data on mineral composition of the clay fraction of rock samples collected in wells drilled at Western Siberia fields; it also discusses a review of operation of injection wells when injecting fresh, reservoir and mixed water. It has been found that the swelling capacity of clay minerals strongly affects reservoir ultimate recovery rate when the formation pressure is maintained by means of water flooding. Special attention must be paid to investigation of mineral composition of rocks during planning of water flooding operations, in particular, during selection of the injected water type, since clay minerals have different swelling and solubility coefficients thus affecting the oil-sweeping properties of fresh water during filtration.
The research used data on fields that have been in operation for a long time and have lithologic descriptions, rock mineral composition investigation data, and details of standard and special petrophysical studies of core material. It can be seen from well water intake capacity trends over the entire field development history that the average value is higher for those fields where fresh water injection was used as soon as a reservoir pressure maintenance system had been introduced. However, this comparison may be incorrect, since the operating injection well count changes, and water intake capacity becomes limited due to various reasons, etc.
This paper includes a comparison of average water intake capacity values for 592 wells recorded since the introduction of the reservoir pressure maintenance system. Well-by-well review allowed for a more detailed demonstration of weld operation trends when using fresh, Cenomanian reservoir, produced and mixed water, and the water intake capacity decrease rates, and predicting the potential operation period duration.
The authors conducted a regression analysis for a number of fields to determine the impact of injected water on the water intake capacity as related to geological and physical characteristics of the formation and the swelling capacity of clay minerals, and built a well water intake capacity model which demonstrates a substantial convergence with the actual data (calculation error is 0.1 %). The results demonstrated that injection of fresh water does not cause a decrease in water intake capacity in cases where the swelling capacity of clay fractions is low and does not lead to a reduction in pore volume.

НАБУХАНИЕ ГЛИНИСТОГО МИНЕРАЛА, ПРИЕМИСТОСТЬ СКВАЖИНЫ, ЗАКАЧКА ПРЕСНОЙ ВОДЫ, ПРОГНОЗ ПЕРИОДА ЭКСПЛУАТАЦИИ, РЕГРЕССИОННЫЙ АНАЛИЗ

CLAY MINERAL SWELLING, WELL WATER INTAKE CAPACITY, FRESH WATER INJECTION, OPERATION PERIOD PREDICTION, REGRESSION ANALYSIS

Н.Р. Кривова1, e-mail: krivovanr@tyuiu.ru;

Т.Д. Гладких1, e-mail: gladkihtd@tyuiu.ru;

С.А. Леонтьев2, e-mail: leontevsa@tyuiu.ru


1 Филиал ФГБОУ ВО «Тюменский индустриальный университет» в г. Нижневартовске (Нижневартовск, Россия).
2 ФГБОУ ВО «Тюменский индустриальный университет» (Тюмень, Россия).

N.R. Krivova1, e-mail: krivovanr@tyuiu.ru;

T.D. Gladkikh1, e-mail: gladkihtd@tyuiu.ru;

S.A. Leontyev2, e-mail: leontevsa@tyuiu.ru


1 Branch of Industrial University of Tyumen in Nizhnevartovsk (Nizhnevartovsk, Russia).
2 Industrial University of Tyumen (Tyumen, Russia).

Кривова Н.Р., Гладких Т.Д., Леонтьев С.А. Влияние набухания глинистых минералов на приемистость скважин // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2024. № 3–4. С. 16–31. EDN: EZOXGW.

Krivova NR, Gladkikh TD, Leontyev SA. Impact of clay mineral swelling on water intake capacity of wells. Oil and Gas Territory [Territorija “NEFTEGAS”]. 2024; (3–4): 16–31. EDN: EZOXGW. (In Russian)

Пупков Н.В., Кривова Н.Р. Исследования влияния закачиваемой в пласт воды на приемистость нагнетательных скважин // Нефтепромысловое дело. 2019. № 7 (607). С. 18–22. DOI: 10.30713/0207-2351-2019-7(607)-18-22.

Махмутов А.А. Развитие научно-методических основ геологического обоснования разработки нефтяных месторождений сложного строения: дис. … докт. геол.-минерал. наук. Уфа: НПФ «Геофизика», 2022. 347 с.

Дубков И.Б. Влияние закачки пресной воды на продуктивность юрских отложений // Бурение и нефть. 2008. № 2. С. 14–16.

Елисеев А.Н., Урусов С.А., Лепихин В.А. и др. О характере распространения глин в разносортных по проницаемости песчаных коллекторах и их влияние на приемистость и приток жидкости к забою скважин по Вахитовскому месторождению // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. 2016. № 2. С. 42–46.

Тронов В.П., Тронов А.В. Геолого-технические предпосылки улучшения качества закачиваемой воды // Нефтяное хозяйство. 2002. № 1. С. 38–42.

Zhang Y., Xie X., Morrow N. Waterflood performance by injection of brine with different salinity for reservoir cores // Proceedings of SPE Annual Technical Conference and Exhibition. Richardson, TX, USA: SPE, 2007. Article ID SPE-109849-MS. DOI: 10.2118/109849-MS.

Pu H., Xie X., Yin P., Morrow N.R. Low salinity waterflooding and mineral dissolution // Proceedings of SPE Annual Technical Conference and Exhibition. Richardson, TX, USA: SPE, 2010. Article ID SPE-134042-MS. DOI: 10.2118/134042-MS.

Tang G.Q., Morrow N.R. Influence of brine composition and fines migration on crude oil/brine/rock interactions and oil recovery // J. Pet. Sci. Eng. 1999. Vol. 24, No. 2–4. Р. 99–111. DOI: 10.1016/S0920-4105(99)00034-0.

Tang G.Q., Morrow N.R. Salinity, temperature, oil composition, and oil recovery by waterflooding // SPE Reservoir Eng. 1997. Vol. 12, No. 4. Р. 269–276. Article ID SPE-36680-PA. DOI: 10.2118/36680-PA.

Schulze D.G. Clay minerals // Encyclopedia of Soils in the Environment / ed. D. Hillel. Sandiego, CA, USA: Academic Press, 2005. P. 246–254. DOI: 10.1016/B0-12-348530-4/00189-2.

Aksu I., Bazilevskaya E., Karpyn Z.T. Swelling of clay minerals in unconsolidated porous media and its impact on permeability // GeoResJ. 2015. Vol. 7. P. 1–13. DOI: 10.1016/j.grj.2015.02.003.

Bourg I.C., Ajo-Franklin J.B. Clay, water, and salt: controls on the permeability of fine-grained sedimentary rocks // Acc. Chem. Res. 2017. Vol. 50, No. 9. P. 2067–2074. DOI: 10.1021/acs.accounts.7b00261.

Hewitt C.M. Analytical techniques for recognizing water sensitive reservoir rocks // J. Pet. Technol. 1963. Vol. 15, No. 8. P. 813–818.

Zhou Z. Construction and application of clay-swelling diagrams by use of XRD methods // J. Pet. Technol. 1995. Vol. 47, No. 4. Article ID SPE-29224-PA. DOI: 10.2118/29224-PA.

Mohan K.K., Fogler H.S. Colloidally induced smectitic fines migration: existence of microquakes // AIChE J. 1997. Vol. 43, No. 3. P. 565–576. DOI: 10.1002/aic.690430302.

Кривова Н.Р., Леонтьев С.А., Звягин А.А. Изучение влияния минерализации закачиваемой воды на нефтеотдачу пластов // Нефтепромысловое дело. 2023. № 11 (659). С. 52–57. DOI: 10.33285/0207-2351-2023-11(659)-52-57.

Кривова Н.Р., Леонтьев С.А. Исследование влияния минерализации закачиваемой воды на проницаемость коллекторов // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. 2024. № 1 (385). С. 34–40.

Pupkov NV, Krivova NR. Researh of the effect of water injection into a formation on the water-intake capacity of injection wells. Oilfield Engineering [Neftepromyslovoe delo]. 2019; 7(607): 18–22. https://doi.org/10.30713/0207-2351-2019-7(607)-18-22. (In Russian)

Makhmutov AA. Development of scientific and methodological basis for geological justification of development of oil fields having a complex structure. DSc thesis. Ufa, Russia: Scientific Production Company Geofizika, 2022. (In Russian)

Dubkov I. Influence of fresh water injection into layer on efficiency of jurassik collectors. Drilling and Oil [Burenie i neft']. 2008; 2: 14–16. (In Russian)

Eliseev AN, Urusov SA, Lepikhin VA, Makhmutov AA, Tupitsyn AM. Clay distribution nature in permeability-different sand collectors and its impact on the reservoir characteristics and liquid inflow towards well-bottoms in Vakhitov field. Geophysics and development of oil and gas fields [Geologiya, geofizika i razrabotka neftyanyh i gazovyh mestorozhdenij]. 2016; 2: 42–46. (In Russian)

Tronov VP, Tronov AV. Geological preconditions for improvement of injected water quality. Oil Industry [Neftyanoe khozyaistvo]. 2002; (1): 38–42. (In Russian)

Zhang Y, Xie X, Morrow N. Waterflood performance by injection of brine with different salinity for reservoir cores. In: SPE Proceedings of SPE Annual Technical Conference and Exhibition, 11–14 November 2007, Anaheim, CA, USA. Richardson, TX, USA: SPE; 2007. article ID SPE-109849-MS. https://doi.org/10.2118/109849-MS.

Pu H, Xie X, Yin P, Morrow NR. Low salinity waterflooding and mineral dissolution. In: SPE Proceedings of SPE Annual Technical Conference and Exhibition, 19–22 September 2010, Florence, Italy. Richardson, TX, USA: SPE; 2010. article ID SPE-134042-MS. https://doi.org/10.2118/134042-MS.

Tang GQ, Morrow NR. Influence of brine composition and fines migration on crude oil/brine/rock interactions and oil recovery. J. Pet. Sci. Eng. 1999; 24(2–4): 99–111. https://doi.org/10.1016/S0920-4105(99)00034-0.

Tang GQ, Morrow NR. Salinity, temperature, oil composition, and oil recovery by waterflooding. SPE Reservoir Eng. 1997; 12(4): 269–276. article ID SPE-36680-PA. https://doi.org/10.2118/36680-PA.

Schulze DG. Clay minerals. In: Hillel D. (ed.) Encyclopedia of Soils in the Environment. Sandiego, CA, USA: Academic Press; 2005. p. 246–254. https://doi.org/10.1016/B0-12-348530-4/00189-2.

Aksu I, Bazilevskaya E, Karpyn ZT. Swelling of clay minerals in unconsolidated porous media and its impact on permeability. GeoResJ. 2015; 7: 1–13. https://doi.org/10.1016/j.grj.2015.02.003.

Bourg IC, Ajo-Franklin JB. Clay, water, and salt: controls on the permeability of fine-grained sedimentary rocks. Acc. Chem. Res. 2017; 50(9): 2067–2074. https://doi.org/10.1021/acs.accounts.7b00261.

Hewitt CM. Analytical techniques for recognizing water sensitive reservoir rocks. J. Pet. Technol. 1963; 15(8): 813–818.

Zhou Z. Construction and application of clay-swelling diagrams by use of XRD methods. J. Pet. Technol. 1995; 47(4): article ID SPE-29224-PA. https://doi.org/10.2118/29224-PA.

Mohan KK, Fogler HS. Colloidally induced smectitic fines migration: existence of microquakes. AIChE J. 1997; 43(3): 565–576. https://doi.org/10.1002/aic.690430302.

Krivova NR, Leontiev SA, Zvyagin AA. Studying the influence of injected water mineralization on oil recovery. Oilfield engineering. 2023; 11(659): 52–57. https://doi.org/10.33285/0207-2351-2023-11(659)-52-57. (In Russian)

Krivova NR, Leontiev SA. Investigation of the influence of injected water mineralization on reservoir permeability. Geology, geophysics and development of oil and gas fields. 2024; 1(385): 34–40. (In Russian)
Назад к журналу
NEFTEGAS.info

Внимание к деталям — от идеи
до воплощения! Только актуальная информация и свежие новости.

О нас

 

 

Контакты

108811, г. Москва, Киевское ш.,
Бизнес-парк «Румянцево», корп. Б,
подъезд 5, офис 506 Б

+7 (495) 240-54-57