Метою досліджень є розробка технологій і технічних засобів відновлення та збільшення продуктивності свердловин шляхом очищення привибійної зони від продуктів кольматації, основаних на проведенні депресійно-репресійного та термохімічного діянь. Задачі дослідження: - узагальнення та систематизація основних причин зниження проникності привибійної зони і розробка на цій основі математичної моделі процесу кольматації під час первинного розкриття пласта; - теоретичні дослідження гідродинамічних процесів, які протікають під час реалізації технологій діяння на привибійну зону шляхом створення високих миттєвих депресій та репресій тиску; - розробка технологій та технічних засобів підвищення продуктивності свердловин, основаних на депресійно-репресійній дії на привибійну зону пласта; - пошук нових реагентів та розробка на їх базі технологій термохімічного діяння на привибійну зону пласта, в тому числі в поєднанні з гідроімпульсними методами; - впровадження розроблених технологій та технічних засобів у свердловинах на нафтогазових родовищах України. ЗМІСТ ВСТУП 6 РОЗДІЛ 1 ДОСЛІДЖЕННЯ І УЗАГАЛЬНЕННЯ ОСНОВНИХ ПРИЧИН ЗНИЖЕННЯ ПРОДУКТИВНОСТІ СВЕРДЛОВИН ТА АНАЛІЗ ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИХ МЕТОДІВ ОБРОБЛЕНЬ ПРИВИБІЙНОЇ ЗОНИ ПЛАСТА 12 1.1. Стан нафтовидобування в Україні 12 1.2. Аналіз основних причин зниження продуктивності свердловин 23 1.2.1. Вплив напружень та деформацій породи на стан привибійної зони 24 1.2.2. Кольматація привибійної зони пласта під час спорудження та експлуатації свердловин 32 1.2.2.1. Кольматація привибійної зони продуктивних пластів під час первинного розкриття 33 1.2.2.2. Аналіз застосування удосконалених видів бурових розчинів 47 1.2.2.3. Математична модель процесу кольматації привибійної зони пластів під час первинного розкриття 51 1.2.2.4. Вплив цементування обсадних колон на привибійну зону пласта 62 1.2.2.5. Особливості вторинного розкриття продуктивних пластів 64 1.2.2.6. Зниження продуктивності пластів під час експлуатації свердловин 66 1.3. Аналіз стану та перспектив фізико-механічних методів впливу на привибійну зону пласта 69 1.3.1. Освоєння пластів шляхом зменшення густини свердловинної рідини.... 73 1.3.2. Технології та пристрої створення високих миттєвих депресій тиску зниженням рівня рідини у свердловині 74 1.3.3. Технології та пристрої створення високих миттєвих депресій тиску імплозійним і гідроударним методами 77 1.3.4. Освоєння свердловин за допомогою пластовипробовувачів 78 1.3.5. Технології створення високих миттєвих депресій тиску струминними насосами 81 1.3.6. Гідродинамічна дія на пласт шляхом створення високочастотних гідроімпульсів та вібрації 84 1.3.7. Дія на пласт високочастотними імпульсами, створеними за допомогою електророзрядних технологій 88 1.3.8. Вибухові методи та дія паливно-окисними сумішами 90 1.4. Висновки до розділу 96 РОЗДІЛ 2 ГІДРОДИНАМІЧНІ АСПЕКТИ ФІЗИЧНОГО ВПЛИВУ НА ПРИВИБІЙНУ ЗОНУ ПЛАСТА 97 2.1. Роль привибійної зони пласта в процесі видобування нафти і газу 97 2.2. Дослідження розподілу тиску в пласті під час проведення депресійного та репресійного впливу в свердловині 101 2.2.1. Депресійний вплив на пласт за постійного вибійного тиску Ю1 2.2.2. Депресійний вплив на пласт за змінного вибійного тиску 111 2.2.3. Дослідження розподілу тиску в привибійній зоні під час депресійної дії в анізотропних за проникністю пластах 117 2.2.4. Розподіл тиску в привибійній зоні пласта при створенні багаторазових циклів депресій тиску 130 2.2.5. Дослідження розподілу тиску в пласті при створенні депресійно-репресійних циклів 133 2.3. Визначення параметрів гідродинамічних імпульсів з використанням теорії гармонічних коливань 135 2.4. Висновки до розділу 145 РОЗДІЛ З РОЗРОБКА ГІДРОІМПУЛЬСНИХ МЕТОДІВ ІНТЕНСИФІКАЦІЇ НАФТОГАЗОВИДОБУВАННЯ 147 3.1. Технології та устаткування УСМД для створення багаторазових циклів депресійно-репресійної дії на пласт 147 3.1.1. Суть та особливості технології очищення привибійної зони пласта створенням високих миттєвих депресій та репресій тиску 147 3.1.2. Розробка технології та устаткування для очищення привибійної зони пласта створенням високих миттєвих депресій та репресій тиску 154 3.1.3.Удосконалення технології та устаткування для очищення привибійної зони пласта депресійно-репресійним впливом 160 3.1.4. Розробка технології та устаткування для очищення привибійної зони пласта створенням високих миттєвих депресій та репресій тиску у поєднанні з гідроструминним насосом 164 3.2. Математична модель процесу пониження рівня у свердловині стисненим газом та аерованою рідиною 167 3.3. Розробка технологій та устаткування для створення на привибійну зону пласта депресій тиску імплозійного типу 180 3.3.1. Суть та особливості гідроімпульсних імплозійних технологій 180 3.3.2. Розробка технології та пристрою гідроімпульсного імплозійного впливу на привибійну зону пласта 187 3.3.3. Розробка технології та пристрою імплозійного впливу на привибійну зону пласта з гідравлічним клапаном-реле 191 3.4. Технологія комплексної дії на привибійну зону анізотропних за проникністю пластів 195 3.5. Висновки до розділу j98 РОЗДІЛ 4 ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСІВ ТЕРМОХІМІЧНОГО ВПЛИВУ НА ПРИВИБІЙНУ ЗОНУ ПЛАСТА ТА РОЗРОБКА НА ЇХ ОСНОВІ ТЕХНОЛОГІЙ ІНТЕНСИФІКАЦІЇ НАФТОВИДОБУВАННЯ 200 4.1. Обґрунтування доцільності термохімічного та термокислотного впливу в поєднанні з гідродинамічними методами 200 4.2. Експериментальні дослідження характеристик високов'язкої нафти Бугруватівського родовища 203 4.3. Стан та перспективи термохімічних методів впливу на пласт 222 4.4. Розробка реагентної бази для технологій термохімічного впливу на привибійну зону пласта та фізико-хімічні основи її застосування 228 4.4.1. Термохімічне та термокислотне оброблення пласта з проведенням реакцій між соляною та азотною кислотами і магнієм 228 4.4.2. Технологія термохімічного оброблення на основі використання аміаку, гіпохлориту натрію та перекису водню 251 4.4.3. Технологія термохімічного впливу з використанням солей гідразину або гідроксиламіну та нітритів лужних металів та амонію 265 4.5. Технологія закачування у свердловину дисперсних реагентів 274 4.6. Технологія термокислотної обробки свердловин з проведенням реакції між реагентами у реакційному контейнері 278 4.7. Висновки до розділу 282 РОЗДІЛ 5 РЕЗУЛЬТАТИ ВПРОВАДЖЕННЯ НОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ І ТЕХНІЧНИХ ЗАСОБІВ У НАФТОГАЗОВИДОБУВНІЙ ПРОМИСЛОВОСТІ 285 5.1. Методика визначення технологічної ефективності заходів з інтенсифікації нафтогазовидобування у свердловинах 285 5.2. Коротка характеристика родовищ, на яких впроваджено нові технології та стан їх розробки 303 5.3. Аналіз технологічних аспектів реалізації процесу гідроімпульсної дії з застосуванням устаткування УСМД та оцінка його ефективності 308 5.4. Результати впровадження технологій гідроімпульсного впливу з використанням устаткування У СМД у водонагнітальних свердловинах 333 5.5. Аналіз технологічних аспектів реалізації процесу гідроімплозійної дії з застосуванням пристроїв УОП та оцінка його ефективності 337 5.6. Висновки до розділу 356 ВИСНОВКИ 358 ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 360 ДОДАТОК А 400