Ocena selektywnej redukcji właściwości filtracyjnych skał porowatych w zabiegach ograniczania produkcji wody w odwiertach

Niekontrolowany nadmierny dopływ wód złożowych do ropnych czy gazowych odwiertów eksploatacyjnych jest często występującym i trudnym do rozwiązania problemem mogącym stanowić źródło poważnych i daleko idących negatywnych skutków technologicznych, ekonomicznych czy środowiskowych. Dotyczy on w zdecydowanej większości przypadków złóż węglowodorów w okresie ich wieloletniej eksploatacji, chociaż niejednokrotnie pojawia się również już na początkowym etapie procesu wydobycia. W publikacji przedstawiono wyniki laboratoryjnej oceny skuteczności selektywnej modyfikacji właściwości filtracyjnych skał porowatych w aspekcie zabiegów ograniczania dopływu wód złożowych do gazowych odwiertów produkcyjnych z wykorzystaniem cieczy roboczej na bazie mikroemulsji. Badania przeprowadzono w dwóch wariantach – dla strefy gazowej i zawodnionej. W ramach realizacji prac, przy użyciu rozbudowanej aparatury pomiarowej umożliwiającej pomiar pośrednich spadków ciśnień płynów przepływających przez próbkę, podjęto próbę charakterystyki zmienności właściwości filtracyjnych oraz identyfikacji i wiarygodnej ewaluacji skuteczności i miejsca powstawania żelowych barier izolacyjnych ograniczających przepływ płynów złożowych. Pomiary wykonano na cylindrycznych próbkach skał porowatych, które w pierwszej kolejności scharakteryzowano pod względem podstawowych parametrów petrofizycznych (objętości porowej, porowatości i przepuszczalności absolutnej dla gazu). Wyznaczono również wartości gęstości i lepkości dynamicznej wykorzystanego w badaniach płynu złożowego. W toku prac określono zmienność właściwości filtracyjnych badanych próbek dla przepływu jednofazowego (solanki). Dla trzech z nich określono poziom nasycenia nieredukowalnego wodą złożową oraz wielkość i zasięg determinujących jego zmienność efektów kapilarnych. Końcowym elementem prac badawczych był ponowny pomiar właściwości filtracyjnych (po symulacji procesu zatłoczenia cieczy zabiegowej) z zachowaniem maksymalnie zbliżonych warunków (kierunku i ciśnienia przepływu zatłaczanych płynów) względem pomiarów początkowych. Na tej podstawie określono stopień zmian właściwości filtracyjnych w poszczególnych segmentach próbek oraz lokalizację stref o ograniczonych możliwościach przepływu płynów złożowych. Podjęto również próbę ilościowej oceny skuteczności zabiegu modyfikacji z wykorzystaniem wprowadzonego współczynnika RWP.

Uncontrolled and excessive inflow of reservoir waters to production wells is a frequent and difficult to solve problem that may be a source of serious and negative technological, economic or environmental issues. It concerns, in the vast majority of cases, mature fields, although it often appears at the initial stage of the exploitation. The publication presents the results of a laboratory evaluation of the effectiveness of the selective modification of porous rocks filtration properties in water shut-off treatment in gas wells with use of a microemulsion-based treatment fluid. The research was carried out in two variants – for the gas and water zone. As part of the work, an attempt was made to selectively characterize variability of filtration properties and to identify and credibly evaluate the effectiveness and place of formation of gel insulating barriers limiting the fluids flow with the use of a multitap flow cell. In order to process measurements, cylindrical in shape core samples of porous rocks were used. The analyzed cores were characterized in terms of the basic petrophysical parameters (pore volume, porosity and absolute permeability for the gas). The values of density and dynamic viscosity of the reservoir fluid used in the research were also determined. In course of performed work, variability of filtration parameters of tested cores was determined for a single-phase flow (brine). For three selected samples, the level of irreducible water saturation as well as size and range of capillary effects were determined. The final element of work was re-measurement of the filtration properties (after simulation of treatment fluid injection), while maintaining the conditions (direction and pressure of flow of injected fluids) as similar as possible to the initial measurements. On this basis, the extent of changes in filtration properties in individual sample segments and location of zones with limited fluids flow possibilities were determined. Also an attempt was made to quantify the effectiveness of modification treatment based on introduced RWP coefficient.