Discrete event simulation and optimization of business processes commercial enterprise

 

●

 Технические науки 

 

162                                                                                            

№1 2017 Вестник КазНИТУ 

 

УДК 622.276.6 

М.М. Камбаров 

(Казахский национальный исследовательский технический университет им. К.И.Сатпаева  

Алматы, Республика Казахстан, kmakhsat@bk.ru) 

 

ПЕРСПЕКТИВНЫЙ МЕТОД УВЕЛИЧЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ СКВАЖИН И 

ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ С 

ТРАДИЦИОННЫМИ И ТРУДНОИЗВЛЕКАЕМЫМИ ЗАПАСАМИ 

 

Аннотация:  Описывается  один  из  эффекивных  методов  увеличения  добычи  и  роста  коэффициента 

извлечения  углеводородов.  Согласно  исследованиям  решение  проблемы  увеличения  добычи  и  роста 

коэффициента  извлечения  углеводородов  видится  в  создании  и  внедрении  технологий,  в  ходе  реализации 

которых  осуществляется  интегрированное  многофакторное  физико-химическое  воздействие  на  призабойную 

зону  пласта,  направленное  на  устранение  в  течение  одной  обработки  всех  основных  причин  кольматации,  а 

также улучшения фильтрационной способности коллектора. 

Ключевые  слова:  Нефть,  пласт,  призабойная  зона,  комплексное  водородное  и  термобарохимическое 

воздействие(КВТБХВ) 

         

 Одним из главных направлений повышения качества проектирования, управления и контроля 

за  разработкой  нефтяных  и  газонефтяных  месторождений  является  применение  компьютерных 

постоянно-действующих геолого-технологических моделей (ПДГТМ). [1] 

Исследования показывают, что средняя величина коэффициента нефтеотдачи составляет в СНГ 

0,37-0,4,  а  в  США  –  0,33.  Нефтеотдача  пластов,  сложенных  малопроницаемыми  коллекторами, 

характеризующимися  режимом  растворенного  газа,  еще  ниже.  Объем  нефти,  который  может  быть 

извлечен  из  пластов,  достигших  экономического  предела  эксплуатации  с  помощью  существующих 

методов  воздействия,  составит  1/3  объема  нефти  оставшейся  в  пласте.  Следовательно,  запасы 

остаточной  нефти  в  так  называемых  истощенных  пластах  огромны.  Они  представляют  собой 

солидный  резерв  нефтедобывающей  промышленности.  Повышение  коэффициента  нефтеотдачи 

пласта  со  средними  запасами  до  0,7-0,8  равносильно  открытию  новых  крупных  месторождений. 

Увеличение  отношения  объема  добываемой  нефти  к  ее  остаточным  труднодоступным  (или 

недоступным) для извлечения запасам является очень важной и сложной проблемой. [1] 

За последние 20 лет произошло резкое  уменьшение средних размеров запасов новых нефтега-

зовых  месторождений  в  четыре  раза.  С  15  до  10%  снизилась  доля  крупных  месторождений  среди 

вновь открытых. Значительно ухудшились коллекторские свойства продуктивных горизонтов и каче-

ственный  состав  насыщающих  их  флюидов.  В  большинстве  регионов  углеводородные  ресурсы  уже 

разведаны до глубины 2500–3000 метров и многие из них давно эксплуатируются. [1] 

Высокая выработанность запасов является неизбежным следствием обводненности добываемой 

продукции  и  снижением  дебитов  скважин.  Именно  поэтому  применение  традиционных  технологий 

не  только  снижает  конкурентоспособность  экономики,  но  и  лишает  возможности  воспользоваться 

нефтегазовыми запасами в будущем. Использовать лучшие новейшие мировые достижения в технике 

и  технологии  бурения,  создавать  собственные  высокоэффективные  технические  и  технологические 

решения — вот ключ к преодолению проблем казахстанской нефтедобычи. Задача наращивания де-

бита  скважин  в  условиях  падающей  добычи  остро  стоит  для  большинства  нефтедобывающих  стран 

мира. Именно поэтому арсенал применяемых техники и технологий повышения нефтеотдачи пластов 

и  ввода  в  эксплуатацию  остаточных  запасов  нефти  постоянно  совершенствуется.В  области  добычи 

наиболее  изучен  процесс  вытеснения  нефти  водой.  Метод  вытеснения  нефти  из  пласта  водой  (осо-

бенно в начальный период разработки месторождения) является самым распространенным.В странах 

СНГ свыше 90% всей нефти добывают из заводняемых месторождений, с применением законтурного 

и  площадного  заводнения  из  недр  извлекается  67%  всей  добываемой  нефти.  Эти  методы  позволили 

значительно увеличить продолжительность наиболее дешевого способа эксплуатации залежей – фон-

танного. [1] 

Тем не менее, при вытеснении нефти водой значительная часть нефти  остается в пласте неиз-

влеченной.  Низкая нефтеотдача  при  традиционном  заводнении  связана  с  особенностями  гидродина-

мики водонефтяной системы в пористой среде. [1] 

 

●

 Техникалық ғылымдар 

 

ҚазҰТЗУ хабаршысы №1 2017                                          

163 

 

 Кроме  того,  неполное  вытеснение  нефти  водой  в  охваченных  заводнением  областях  пласта 

обусловлено  гидрофобизацией  пород-коллекторов  вследствие  адсорбции  тяжелых  компонентов  на 

поверхности зерен пород. А также различием вязкостей вытесняющей и вытесняемой жидкостей, что 

приводит к появлению гидродинамической неустойчивости контакта нефть-вода, обволакиванию во-

дой в пористой среде оставленных за фронтом вытеснения скоплений нефти, образованию капель или 

глобул нефти, т.е. по сути дела, ее диспергированию. [1] 

В области добычи наиболее изучен процесс вытеснения нефти водой. Метод вытеснения нефти 

из пласта водой (особенно в начальный период разработки месторождения) является  самым распро-

страненным. В Российской Федерации свыше 90% всей нефти добывают из заводняемых месторож-

дений.  В  странах  СНГ  с  применением  законтурного  и  площадного  заводнения  из  недр  извлекается 

67%  всей  добываемой  нефти.  Эти  методы  позволили  значительно  увеличить  продолжительность 

наиболее дешевого способа эксплуатации залежей - фонтанного. [3] 

Тем не менее, при вытеснении нефти водой значительная часть нефти  остается в пласте неиз-

влеченной.  Низкая нефтеотдача  при  традиционном  заводнении  связана  с  особенностями  гидродина-

мики водонефтяной системы в пористой среде. Главная причина невозможности достижения полного 

вытеснения нефти водой из пластов при их заводнении заключается в несмешиваемости вытесняемой 

и вытесняющей жидкости, в результате чего образуется поверхность раздела между этими жидкостя-

ми и происходит удерживание нефти в пласте капиллярными силами. Капиллярные силы, действую-

щие на границе между водой и нефтью, защемляют нефть, препятствуя ее вытеснению. [2] 

Кроме  того,  неполное  вытеснение  нефти  водой  в  охваченных  заводнением  областях  пласта 

обусловлено  гидрофобизацией  пород-коллекторов  вследствие  адсорбции  тяжелых  компонентов  на 

поверхности зерен пород, а также различием вязкостей вытесняющей и вытесняемой жидкостей, что 

приводит к появлению гидродинамической неустойчивости контакта нефть-вода, обволакиванию во-

дой в пористой среде оставленных за фронтом вытеснения скоплений нефти, образованию капель или 

глобул нефти, т.е. по сути дела, ее диспергированию. И, наконец, частая неоднородность пласта при-

водит к тому, что вытеснение происходит в основном из высокопроницаемых зон, в низкопроницае-

мых зонах остается много нефти. [2] 

Вследствие  указанных  причин  в  настоящее  время  разрабатываются  и  внедряются  в  практику 

современные  третичные  методы  добычи,  или  методы  повышения  нефтеотдачи  пластов.  Эти  методы 

являются дорогостоящими, и многие из них все еще находятся на стадии экспериментов. Однако они 

существенно увеличивают добычу из нефтяных скважин и в ближайшем будущем могут стать более 

рациональными, действенными и экономичными. 

Наиболее  перспективные  современные  методы  повышения  нефтеотдачи  пластов  подразделя-

ются на три категории: 

1)  нагнетание в пласт химических растворов, 

2)  нагнетание смешивающихся с нефтью жидкостей и газов, 

3)  тепловые методы воздействия. 

В пределах этих перспективных категорий экономически оправданными считаются шесть тех-

нологий,  улучшающие  нефтеотмывающие  свойства  воды  –  добавление    поверхностно-активных  ве-

ществ, щелочей; нагнетание в пласт углекислого газа; подача перегретого пара, воспламенение пла-

стовых флюидов, и добавление к ней растворов полимеров. [3] 

Анализ  современных  технологий  повышения  нефтегазоотдачи,  применяемых  на  месторожде-

ниях  с  трудноизвлекаемыми  запасами,  показывает,  что  традиционно  используемые  методы  -  тепло-

вые, кислотные, щелочные  обработки призабойной зоны пласта (ПЗП) или их комбинации, при раз-

работке месторождений с (трудно извлекаемыми запасами)ТриЗ практически не дают результата. Де-

ло  в  том,  что  эффективность  обработок  плотных  пород-коллекторов  нефтяных  и  газовых  скважин 

существенным  образом  зависит  от  величин  проницаемости  их  призабойных  зон,  так  как  активные 

химические компоненты рабочих составов должны диффундировать в поровое пространство, контак-

тировать  и  реагировать  с  кольматантами  непосредственно  в  продуктивном  пласте.  Однако  малая 

проницаемость  ПЗП  не  позволяет  фильтроваться  этим  химически  активным  растворам  в  поровое 

пространство, что и делает  обработку неэффективной. Тепловое воздействие на ПЗП незначительно 

улучшает ситуацию, так как с ростом температуры химическая активность кислот и щелочей увели-

чивается, а вязкость тяжелых углеводородов или АСПО снижается. Но и в этом случае в малопрони-

цаемом коллекторе ожидаемые химические процессы могут не начаться. [4] 

 

●

 Технические науки 

 

164                                                                                            

№1 2017 Вестник КазНИТУ 

 

Наиболее широкое применение для разработки ТриЗ на сегодня получил метод многостадийно-

го  гидродинамического  разрыва  пласта  (ГРП),  хотя  и  у  него  имеются  свои  ограничения  в  примене-

нии,  особенно  на  нефтяных  месторождениях  с  высоким  содержанием  парафина  и  высокой  угрозой 

последующего увеличения обводненности пласта. [5] 

Решение  проблемы  увеличения  добычи  и  роста  коэффициента  извлечения  углеводородов  ви-

дится в создании и внедрении технологий, в ходе реализации которых осуществляется интегрирован-

ное многофакторное физико-химическое воздействие на призабойную зону пласта, направленное на 

устранение  в  течение  одной  обработки  всех  основных  причин  кольматации,  а  также  улучшения 

фильтрационной способности коллектора. Этим требованиям на сегодняшний день отвечает техноло-

гия комплексного водородного и термобарохимического воздействия (КВТБХВ) на призабойную зо-

ну продуктивного пласта. [2] 

Согласно Кравченко О. В. и Велигоцкого Д.А. в основу технологии комплексного водородного 

и термобарохимического воздействия на продуктивный горизонт положено интегрированное исполь-

зование аномальных свойств водорода в условиях многостадийного термогазохимического процесса, 

управляемого  на  каждой  стадии,  в  ходе  которого  повышается  температура,  выделяются  различные 

активные  газы,  в  том  числе  водород,  образуются  горячие  кислоты  -  азотная  и  соляная  (в  отдельных 

случаях плавиковая), производится обработка поверхностно-активными веществами. [2] 

Реализация  технологии  не  требует  специального  оборудования,  в  том  числе  того,  которое  ис-

пользуется бригадами капитального ремонта. Производится раздельно-последовательное закачивание 

технологических растворов в призабойную зону скважины, где за счет разницы их плотностей проис-

ходит  их  смешивание.  Реакции  отдельных  компонентов  этих  растворов  инициируют  протекание  во 

всем  объеме  многостадийного  термогазохимического  процесса.  Каждая  последовательная  стадия 

процесса характеризуется своим составом химически активных компонентов (газы, кислоты, ПАВы и 

пр.), воздействующих  на  пласт  и  флюид, а  продолжительность  стадий  и  их  температурные  режимы 

управляются наличием в растворах вещест активаторов и ингибиторов реакций и процессов. [3] 

Используются  высокоэнергетические  горюче-окислительные  смеси,  тепловой  эффект  реакции 

которых достигает 14-20 МДж/кг, и гидрореагирующие вещества (ГРВ) на основе натрия, алюминия, 

лития и бора. [5] 

На сегодняшний день при помощи данной технологии обработано более 70 скважин в России, 

Украине,  Грузии,  Туркмении  и  Китае,  в  которых  запасы  углеводородов  по  различным  причинам 

(обводненность  пласта,  высокое  содержание  АСПО,  низкая  проницаемость  и  др.)  относятся  к 

категории  «трудноизвлекаемых».  Полученные  результаты  по  увеличению  дебитов  углеводородов 

подтвердили высокую эффективность данного технологического подхода. 

В  2014  г.  технология  впервые  и  успешно  реализована  на  скважинах  с  горизонтальными 

окончаниями,  что  позволяет  сделать  вывод  о  ее  широком  применении,  в  том  числе  и  на 

месторождениях Казахстана с нетрадиционными и трудноизвлекаемыми запасами. 

Вышепредложенная технология имеет большие перспективы на нефтегазовых месторождениях 

Казахстана, однако вопрос адаптации технологии еще подлежит детальному изучению. 

 

ЛИТЕРАТУРА 

[1] Кравченко О. В., Велигоцкий Д.А., Хабибуллин Р. А. Перспективные технологии комплексного воз-

действия  на  пласт  для  разработки  трудноизвлекаемых  запасов  нефти  и  газа  Труды  Российской  технической 

нефтегазовой  конференции  и  выставки  SPE  по  разведке  и  добыче  (14-16  октября  2014,  ВВЦ,  Москва),  SPE-

171676-RU. 

[2] Пат. 102501, Украина, МПК E21B 43/24 (2006.01), E21B 43/25 (2006.01) Способ комплексного водо-

родного и термобарохимического воздействия на призабойную зону  продуктивного пласта , Кравченко, О. В., 

Велигоцкий, Д. О., Мацевитый, Ю. М., Симбирский, О. В. - Заявитель и патентодержатель Научно-технический 

концерн  "Институт  проблем  машиностроения"  НАН  Украины.  -  №  а  2013  03001.  -  Заяв.  11.03.2013.  Опубл. 

10.07.2013. Бюл. № 23. 

[3] Кравченко, О.В. 2013. Водородная активация в процессах повышения проницаемости нефтегазонос-

ных пород. Восточно-Европейский журнал передовых технологий 1/6 (61): 21-25. 

[4] Кравченко О.В. Применение водорода в химических и термохимических технологиях интенсифика-

ции  добычи  углеводородов/  О.В.  Кравченко  //  Промышленность  Казахстана.  −  2013.  −  №  6  (81).  −  С.  58  -63.                  

- ISSN 1608-8425 

 

●

 Техникалық ғылымдар 

 

ҚазҰТЗУ хабаршысы №1 2017                                          

165 

 

[5] О. В. Кравченко, Д. А. Велигоцкий, А. Н. Авраменко, Р. А. Хабибуллин Совершенствование техноло-

гии комплексного воздействия на продуктивные пласты нефтяных и газовых скважин // Восточно-Европейский 

журнал передовых технологий. − 2014. − № 6/5 (72). − С. 4 -9. 

 

Қамбаров М.М. 

Қиын  алынатын  мұнай  қоры  бар  кен  орындарды  тиімді  игеру  және  ұңғымалардың  өнімділігін 

арттыру. 

Түйіндеме:  Көмірсутектерді  өндірудің  тиімді  әдістерінің  бірі  сипатталады.  Ғалымдар  өткізген 

зерттеулерге  жүгінсек  қабаттан  көмірсутектерді  өндіру  коэффициентін  арттыру  үшін  жаңа  технологиялар 

енгізу  қажет,бұл  технологияларды  қабаттың  түп  аймағына  физика-химиялық  әсер  ету  және  коллекторлардын 

өткізгіштік қасиетін арттыру бағытында қарастырып енгізу қажет. 

Негізгі сөздер : Мұнай, қабат, түп аймақ, ҚаӨҚ, сутекті және термобарохимиялық әсер ету. 

 

Kambarov M.M. 

Perspective method of increase in efficiency of wells and increase in effectiveness of development of fields 

with traditional and hardly removable stocks. 

Summary:  One  of  efficient  methods  of  increase  in  production and  body  height  of  coefficient  of  extraction  of 

hydrocarbons is described.According to the conducted researches scientists, the solution of the problem of increase in 

production and increasing the rank of coefficient of extraction of hydrocarbons is displayed in creation and implementa-

tion of technologies, during which, the integrated multifactorial physical and chemical impact on a bottomhole zone of 

layerdirected to elimination during one processing of all main reasons for a kolmatation, and also improvement of filtra-

tional ability of a collector is carried out. 

Key words: Oil, layer, bottomhole zone, hardly removable stocks (HRS), complex hydrogen and thermo-baro-

chemical  influence (CHTBCI). 

 

 

УДК 655.279 

М.А. Айтбаева, Г.К. Аканова 

(КазНИТУ имени К. И. Сатпаева, 

Алматы,  Республика Казахстан, 

maur1960@bk.ru

) 

 

АНАЛИЗ СИСТЕМЫ МЕТАЛЛОГРАФИКИ  В  ФОТОМЕХАНИЧЕСКОЙ  И  

ТРАФАРЕТНОЙ ПЕЧАТИ 

 

 Аннотация: Цель статьи – анализ и определение критерии выбора качественных материалов для поли-

графического  производства,  исследование  свойств  изделий  по  технологии  металлографики.  Металл  –  один  из 

наиболее долговечных материалов используемых человечеством, применение его весьма широкое и повсемест-

ное. Особое место занимает металл на который нанесено изображение или определенный текст, который носит 

информационный, указывающий или маркировочный, поощрительный или наградной, художественный харак-

тер.  В  настоящее  время  наиболее  динамично  развивающейся  разновидностью  печати  является  –  трафаретная 

печать. 

Технология металлографки – нанесение изображения на анодированный алюминий (анодное оксидирование) 

с  молекулярным  внедрением  краски  в  верхний  слой  металла.  Позволяет  получить  на  анодированном  алюми-

нии практически любое черно-белое или цветное изображение высокой устойчивости. Физико-химические свойства: 

устойчивость  к  метеорологическим  воздействиям;  устойчивость  к  растворителям  и  агрессивным  химическим  реа-

гентам; устойчивость к царапинам - монетами, ключами и т.д. Полученные данные могут послужить одним из кри-

териев выбора качественных материалов для полиграфического производства. 

Ключевые слова: Металлографика, трафаретная печать, анодированный алюминий (анодное оксидиро-

вание), УФ (ультрафиолетовое) – экспонирование. 

 

Металлографику  можно  отнести  к    инновационной  технологии  –  высокоустойчивая  печать  на 

металле  (технология  нанесения  изображения  на анодированный алюминий  с  молекулярным  внедре-

нием краски в верхний слой металла). Металлографика широко используют в полиграфии, в  реклам-

ной  продукции,  промышленно-технических  изделиях  (лицевые  панели  приборов  потоковые  диа-

граммы,  шильды  и  т.д.;  электронная  промышленность,  машиностроение),  изготовление  музейных 

табличек и указателей, информационные знаки, наружные таблички и планы, декоративные знаки. [1] 

 

 

●

 Технические науки 

 

166                                                                                            

№1 2017 Вестник КазНИТУ 

 

 

 

На  анодированном  алюминии   можно  получить  практически  любое  черно-белое  или  цветное 

изображение  высокой  устойчивости.  На  рисунке  1  показана  структура  материала  анодированного 

алюминия. 

 

Рис. 1. Структура материала анодированного алюминия 

 

Физико-химические основы технологии металлографики 

 

Получение анодированного алюминия: Анодирование (анодное оксидирование) это гальваниче-

ский  процесс,  в  результате  которого  на  поверхности  алюминия  образуется  слой  оксида  алюминия. 

Анодирование  позволяет  получать  прозрачные  пористые  оксидные  пленки  с  высокой  твердостью  и 

износостойкостью.  Оксидный  слой  может  быть  окрашен  и  трансформирован  в  керамический  слой 

посредством  процесса  закрепления.  Толщина  оксидного  слоя  на  пластинах составляет -  18-22  мик-

рон.  

Окрашивание:  Пористая  структура  незакрепленного  анодированного  слоя  обладает  высокой 

способностью  к  адсорбции  красок,  жиров,  масел  и  других  веществ.  Поэтому  незащищенный  оксид-

ный слой чувствителен, например, к отпечаткам пальцев на поверхности. 

Существуют различные способы  окрашивания анодированного слоя. Погружение анодирован-

ной  пластины  в  раствор  красителя  приводит  к  интенсивной  окраске  пластины  со  всех  сторон.  Для 

этого используются водные либо  органические растворы красителей. Молекулы красителя при этом 

должны быть меньше размеров пор анодированного слоя. Средний диаметр пор анодированного слоя 

составляет  0,075  микрон.  Поскольку  диаметр  молекул  белого  красителя  превышает  размер  пор, 

окраска  в  белый  цвет  не  представляется  возможной.  То  же  относится  к  любым  сочетаниям  белого 

красителя с другими цветами. 

Для  окрашивания  анодированного  слоя  в  соответствии  с  заданным  рисунком  существуют  ме-

тоды: фотомеханической и трафаретной печати. В этих процессах применяют специальные краси-

тели  на  основе  органических  растворителей,  обладающие  большой  стойкостью  и  хорошей  проника-

ющей способностью. 

Адсорбция:  Анодированный,  но  не  закрепленный  поверхностный  слой  обладает  высокой  ад-

сорбционной  способностью.  Однако  эта  способность  быстро  утрачивается  при  контакте  с  влажным 

воздухом, в результате которого образуется гидрат окиси алюминия. 

В  предлагаемой  технологии  разработан  метод  защиты  поверхностного  слоя,  позволяющий  со-

хранить адсорбционные свойства поверхности в течение нескольких лет. 

жүктеу/скачать 28,19 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: