Анотація до роботи:

Тарко Я.Б. Технології та технічні засоби інтенсифікації нафтогазовидобутку на основі термогідродинамічних методів впливу на привибійну зону пластів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.15.06 – Розробка нафтових та газових родовищ. – Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, Івано-Франківськ, 2005.

Дисертація присвячена дослідженню гідродинамічних і термохімічних процесів, які відбуваються у свердловині та привибійній зоні пласта та розробці нових методів інтенсифікації нафтогазовидобутку.

Розроблено математичні моделі процесів кольматації привибійної зони під час первинного розкриття пласта, відновлення вибійного тиску і його розподілу в пласті в процесі циклічного депресійно-репресійного впливу, витіснення рідини з свердловини стисненим газом і водогазовими подушками. Створено нові технології та технічні засоби гідроімпульсного впливу на привибійну зону пластів.

Проведено теоретичні і експериментальні дослідження з вивчення низки хімічних реакцій, на основі котрих розроблено нові комплекти реагентів і технології термохімічних та термокислотних оброблень привибійної зони пласта.

Розроблені технології та технічні засоби захищено 12 авторськими свідоцтвами та патентами, 6 з котрих успішно впроваджені в нафтогазовидобувних свердловинах.

Захищаються 40 наукових робіт.

У роботі розроблено теоретичні та технологічні основи нових методів інтенсифікації процесу нафтогазовидобування шляхом гідродинамічної та термохімічної дії на привибійну зону, встановлено закономірності протікання цих процесів у свердловинах та пластах і запропоновано принципово нові технологічні та технічні рішення, які дають змогу істотно збільшити поточний видобуток нафти і газу та кінцеве вилучення вуглеводнів з пластів.

На підставі проведених досліджень сформульовано наступні основні висновки:

1. Однією з основних причин зниження продуктивності пластів є забруднення привибійної зони на стадії будівництва свердловин і під час їх подальшої експлуатації, яке носить складний комплексний характер. Аналіз показав, що 62% діючих свердловин ВАТ „Укрнафта” працювали з дебітом нафти до 1 т/добу. З цих свердловин п’ята частина мають обводненість 30% і менше, що свідчить про наявність значної кількості об’єктів для застосування методів інтенсифікації і можливість суттєво підвищити видобуток нафти і газу.

2. Розроблено нову математичну модель процесу кольматації привибійної зони під час первинного розкриття пласта, розрахунки за якою дають змогу визначити величину депресій тиску, необхідну для очищення привибійної зони.

3. На основі законів гідрогазодинаміки з врахуванням інтерференції, теорії гармонічних коливань та ін. проведено теоретичні дослідження гідродинамічних процесів, які відбуваються у свердловині та привибійній зоні пласта під час депресійно-репресійної дії та розроблено математичні моделі, які дають змогу коректно проектувати ці технології в різних умовах, що підвищить їх ефективність.

4. Встановлено, що під час дії високих депресій тиску в низькопроникних пластах градієнт тиску значно вищий, ніж у високопроникних інтервалах і це забезпечує гідроімпульсним технологіям селективність дії. Через різну швидкість поширення тиску в різнопроникних пластах між ними виникає перепад тиску, що за відсутності непроникних перегородок призводить до зміни напрямку фільтрації та кращого очищення.

5. Розроблено технології та устаткування для очищення привибійної зони пласта створенням високих миттєвих депресій та репресій тиску, в т.ч. з використанням гідроструминного насосу, пристрої імплозійного типу, спосіб, який забезпечує вирівнювання проникності пластів. Устаткування УСМД та УОП виготовлено на заводі „Прикарпатпресмаш”.

6. Створено узагальнену математичну модель процесу пониження рівня у свердловині стисненим газом, аерованою рідиною та водогазовими подушками, яка дає змогу визначати параметри технології і оцінити її вплив на продуктивний пласт.

7. Результати досліджень показали, що при комплексному застосуванні гідроімпульсних технологій та теплової дії на пласт, остання дає змогу зменшити величину створюваних гідродинамічних імпульсів, а депресійно-репресійна дія забезпечує своєчасне та повне видалення продуктів реакцій та кольматанту, що значно підвищить ефективність цих методів у порівнянні з їх окремим використанням.

8. На підставі теоретичних та експериментальних досліджень запропоновано нові реагенти для термохімічних та термокислотних оброблень пласта. Розроблено технології на основі проведення реакцій: між азотною кислотою та магнієм; між розчином кислот та магнієм у реакційному контейнері; двостадійні реакції аміаку з гіпохлоритом натрію з утворенням гідразину і наступною реакцію з перекисом водню; між солями гідразину або гідроксиламіну та нітритами лужних металів та амонію.

9. Встановлено явище просторової диференціації неоднорідних дрібнодисперсних реагентів під час їх транспортування на вибій, що негативно впливає на ефективність оброблень пласта. Розроблено нові принципи організації керованих неоднорідних дисперсних систем для інтенсифікації дебітів свердловин та технологію запомповування реагентів.

10. Розроблені технології та технічні засоби підвищення продуктивності пластів пройшли успішні міжвідомчі випробування з затвердженням керівного документу КД 39-00/35390-058-95 і впроваджені в 59 видобувних та 5 нагнітальних свердловинах на 15 родовищах ВАТ „Укрнафта”, що забезпечило, згідно затверджених актів та розрахунків за галузевою методикою, додатковий видобуток 85,6 тис. т. нафти і 12,5 млн. м³ газу та додаткове нагнітання води в об’ємі 63 тис. м³.

Основні публікації по роботі:

1. Тарко Я.Б. Аналіз гідродинамічних методів впливу на привибійну зону пласта // НТЗ „Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ”. - Івано-Франківськ: ІФТУНГ, 2001. - Вип. 38. - С. 128-133.

2. Тарко Я.Б. Розробка устаткування для проведення циклічної депресійно-репресійної дії на привибійну зону пласта // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ. - Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2004. - Вип. 4 (13). - С. 15-19.

3. Бойко В.С., Тарко Я.Б. Дослідження розподілу тиску у привибійній зоні пласта під час здійснення технології депресійного впливу // Нафтова і газова промисловість. - 1999. - №5.- С. 35-37.

4. Тарко Я.Б. Технологія та устаткування УСМД для створення багаторазових циклів депресійно-репресійної дії на пласт // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ. - Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2005. - Вип. 1 (14). - С. 25-29.

5. Тарко Я.Б. До питання визначення розподілу тиску в пласті під час проведення депресійного впливу в свердловині // Нафтова і газова промисловість. - 2004. - № 6. - С. 28-30.

6. Тарко Я.Б. Про комплексний підхід у технологіях очищення привибійної зони пласта депресійно-репресійною дією // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ. - Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2005. - Вип. 2 (15). - С. 66-69.

7. Технология очистки призабойной зоны скважин с применением УСМД / Ф.С. Абдулин, И.Н. Купер, Я.Б. Тарко, П.Б. Михайлишин // НТЗ „Разведка и разработка нефтяных и газовых месторождений”. - Львов: Вища шк., 1986. - Вып. 23. - С. 69-70.

8. Тарко Я.Б., Лилак М.М. Результати впровадження технології депресійно-репресійного впливу в свердловинах НГВУ „Охтирканафтогаз” // Науковий вісник ІФНТУНГ. - Івано-Франківськ: Факел, 2004. - № 3(9). - С. 35-38.

9. Тарко Я.Б. Технологія декольматації продуктивних пластів імплозійно-депресійною дією на привибійну зони свердловин // Вісник Сумського державного університету. Серія: Технічні науки. - Суми: СДУ, 2004. - № 13 (72). - С. 85-88.

10. Тарко Я.Б. Дослідження процесу руйнування мембранних запірних механізмів пристроїв імплозійно-депресійної дії // Методи та прилади контролю якості. – Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2004. Вип. № 12. - С. 22-24.

11. Тарко Я.Б. Термокислотні та термохімічні обробки пласта з застосуванням реакційних контейнерів // Збірка наукових праць УкрНДІгазу. – Харків, 2001. - Вип. ХХІХ. - С. 10-13.

12. Тарко Я.Б. Деякі хіміко-технологічні аспекти проведення термокислотних оброблень продуктивних пластів // Вісник Національного технічного університету України „КПІ”. Серія: Гірництво. – Київ: КПІ, 2004. - № 11. - С. 32-38.

13. Тарко Я.Б. Дослідження реологічних характеристик високов’язкої нафти Бугруватівсь-

кого родовища // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. - Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2004. - Вип. 3 (12). - С.81-86.

14. Бойко В.С., Тарко Я.Б., Грибовський Р.В. Експериментальні дослідження процесу термокислотного діяння на продуктивні пласти // Збірник наукових праць Національного гірничого університету. - Дніпропетровськ: НГУ, 2004. - № 20. - С. 70-77.

15. Бойко В.С., Тарко Я.Б. Дослідження тривалості циклів гідродинамічних імпульсів під час депресійно-репресійного впливу на привибійну зону пласта // НТЗ „Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ”, серії: Буріння нафтових і газових свердловин, Розробка та експлуатація нафтових і газових родовищ. - Івано-Франківськ: ІФДТУНГ, 1997. - Вип. 34. - С. 196-203.

16. Бойко В.С., Тарко Я.Б. Математична модель процесу пониження рівня в свердловині аерованою рідиною та водогазовими подушками // Науковий вісник ІФНТУНГ. – Івано-Франківськ: Факел, 2001. - № 1. - С. 50-52.

17. Бойко В.С., Тарко Я.Б. Математична модель процесу кольматації привибійної зони при первинному розкритті пласта // Нафтова і газова промисловість. - 2001. - № 4. - С. 26-28.

18. Тарко Я.Б. До питання визначення додаткового видобутку нафти і газу в свердловинах після його інтенсифікації // НТЗ „Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ”. Серія: Економіка підприємства і організація виробництва. - Івано-Франківськ: ІФДТУНГ, 1997. - Вип. 34. - С. 67-72.

19. Тарко Я.Б. Визначення додаткового видобутку нафти і газу в свердловинах після проведення робіт з інтенсифікації // Нафтова і газова промисловість. - 2000. - №1. - С. 28-32.

20. Тарко Я.Б. Застосування апроксимуючих методів для прогнозування дебітів свердловин // Нафтова і газова промисловість. - 2001. - № 2. - С. 22-24.

21. Тарко Я.Б. Термокислотные обработки скважин с проведением в пласте экзотермических реакций // Материалы II Всероссийской научно-практической конференции „Разработка, производство и применение химических реагентов в нефтяной и газовой промышленности”. (Москва, 25-26 ноября 2004 г.). - М.: РГУ нефти и газа им. Губкина, 2004. - С. 36-39.

22. Технологія підвищення продуктивності свердловин шляхом депресійно-репресійної дії на привибійну зону пласта / Я.Б. Тарко В.С. Бойко, Р.К. Рапій, М.М. Лилак, М.О. Щелінський, В.М. Бульбас // Тези виступів на науково-практичній конференції „Проблеми і перспективи науково-технічного прогресу АТ „Укрнафта” в умовах ринку” (м. Івано-Франківськ, 27-29.09. 1995р.). - Івано-Франківськ: ЦНДЛ АТ „Укрнафта”, 1996. - С. 93.

23. Бойко В.С., Тарко Я.Б. Оцінка розподілу тиску в пласті при здійсненні на нього депресійно-репресійної дії // Тези науково-технічної конференції професорсько-викладацького складу університету. - Івано-Франківськ: ІФДТУНГ, 1997. - 2 част. - С. 18.

24. Бойко В.С., Тарко Я.Б. Визначення тривалості циклів гідродинамічних імпульсів при очищенні привибійної зони пласта // Матеріали 6-ої Міжнародної науково-практичної конференції „Нафта і газ України - 2000”. Івано-Франківськ: Факел, 2000. - Т. 1. - С. 231-233.

25. Бойко В.С., Тарко Я.Б. Оцінка гідродинамічного опору зони кольматації, утвореної при первинному розкритті пласта // Тези науково-технічної конференції професорсько-викладацького складу ІФТУНГ. - Івано-Франківськ: Факел, 2001.-С. 14-15.

26. Тарко Я.Б., Лилак М.М. Деякі результати впровадження технології депресійно-репресійного впливу на привибійну зону пластів // Матеріали 8-ої Міжнародної науково-практичної конференції „Нафта і газ України -2004” (Судак, 29 вересня - 1 жовтня 2004 р.). - Л.: „Центр Європи”, 2004. - Т. 2. - С. 83-84.

27. Результати промислових випробувань технології очищення привибійної зони пластів за допомогою пристрою УОП / Я.Б. Тарко, Р.К. Рапій, М.М. Лилак, І.О. Новомлинський, В.П. Заєць // Тези виступів на науково-практичній конференції „Проблеми і перспективи науково-технічного прогресу АТ „Укрнафта” в умовах ринку” (м. Івано-Франківськ, 27-29.09.1995р.). - Івано-Франківськ: „Західний кур’єр”, 1996. - С. 88.

28. Тарко Я.Б. Технологія підвищення продуктивності свердловин шляхом створення циклів миттєвих багаторазових деперсій-репресій тиску на пласт з допомогою пристрою УСМД-3(2): КД 39-00/35390-058-95: Затв. Заст. Голови прав-ління ВАТ „Укрнафта” 11.08.95. - Івано-Франківськ: ІФДТУНГ, 1995. - 16 с.

29. Пат. 47953А Україна, МПК Е 21 В 43/18. Пристрій для підвищення продуктивності свердловин / Я.Б. Тарко, М.М. Лилак, В.С. Копичко, Я.Я. Тарко, Б.І. Дузінкевич (Україна).-№ 2001128266; Заявл. 03.12.01; Опубл. 15.07.02, Бюл. №7.

30. Пат. 16034 Україна, МПК Е 21 В 43/18. Пристрій для створення миттєвої депресії на пласт / Я.Б. Тарко, М.М. Лилак, І.О. Новомлинський, В.В. Бантуш (Україна). – № 4194294/SU; Заявл. 06.01.87; Опубл. 29.08.97, Бюл. № 4.

31. Устройство для создания многократных депрессий на пласт: А.с. 1605621 СССР, МКИ У 21 В 43/25 / Я.Б. Тарко, Р.К. Рапий (СССР). - № 4636948/31; Заявл. 17.10.88; Зарег. 8.07.90, ДСП.

32. Устройство для создания многократных депрессий на пласт: А.с. 1510437 СССР, МКИ Е 21 В 43/25 / Я.Б. Тарко, Г.А Лесовой, С.Г. Маряк, А.М. Барановский, В.П. Патрай, Б.Е. Поединчук, В.Н, Бульбас (СССР). - № 4244280/23; Заявл. 12.05.87; Зарег. 22.05.89, ДСП.

33. Устройство для создания многократных мгновенных депрессий на пласт: А.с. 1238446 СССР, МКИ Е 21 В 43/25 / И.Н. Купер, Я.Б. Тарко, И.М Гой, Я.В. Яцура (СССР). - № 3808170/22; Заявл. 30.10.84; Зарег.15.02.86, ДСП.

34. Устройство для воздействия на призабойную зону скважины: А. с. 1446983 СССР, МКИ Е 21 В 43/25 / Я.Б. Тарко (СССР). - № 4089589/22; Заявл. 07.07.86; Зарег. 22.08.88, ДСП.

35. Способ термохимической обработки пласта: А. с. 1816854 СССР, МКИ Е 21 В 43/27 / Я.Б. Тарко, В.В. Бантуш, Р.К. Рапий, В.П. Патрай, Н.Е. Поединчук (СССР). - № 4874546/03; Заявл. 09.07.90; Опубл. 23.05.93, Бюл. № 19.

36. Способ термокислотной обработки пласта: А.с. 1527993 СССР, МКИ Е 21 В 43/27 / Я.Б. Тарко, Г.А. Лесовой, Р.В. Грибовский, В.В. Бантуш (СССР). - № 4328674/23; Заявл. 17.11.87; Зарег. 8.08.89, ДСП.

37. Способ термохимической обработки пласта: А. с. 1501604 СССР, МКИ Е 21 В 43/26 /Я. Б. Тарко, В.В. Бантуш, В.Г. Луцик, В.С. Гринь (СССР). - № 4274081/23; Заявл. 01.07.87, ДСП.

38. Способ воздействия на призабойную зону скважин: А. с. 1462878 СССР, МКИ Е 21 В 43/25 / Я.Б. Тарко (СССР), - №4255234/23; Заявл. 10.03.87, ДСП.

39. Способ закачки реагентов в скважину: А. с. 1459302 СССР, МКИ Е 21 В 43/00 / Я.Б. Тарко (СССР). - №4176132/22; Заявл. 06.01.87; Зарег. 15.10.88, ДСП.

40. Устройство для термокислотной обработки скважин: А.с. 1337514 СССР, МКИ Е 21 В 43/27 / Я.Б. Тарко, В.И. Гусев (СССР). - № 4057884/22; Заявл. 18.04.86; Опубл. 15.09.87, Бюл. № 34.