Mishchenko_I.T._i_dr._Professor_Gimatudinov_Sh.K

В работе доценrа МИНХиГП им. И. М. Губкина Ш. К. Гиматуди­

нова удачно восполнен этот пробел. В отличие от упомянутых изда­ ний в юшrе Ш. К. Гиматудинова, наряду с освещением вопросов о физических свойствах пород коллекторов нефти и газа и их содер­ жимого (нефть, вода, газ), подробно и обстоятельно освещается

проблема нефтеотдачи пластов и путей ее увеличения. Эта пробле­

ма одна из наиболее злободневных для современной нефтедобыва­

ющей промышленности, и привлечение к ней внимания широкой

аудитории, несомненно, очень полезно и своевременно.

Книга Ш. К. Гиматудинова выгодно отличается от опублико­

ванных ранее работ по физике нефтяного пласта также более

глубоким анализом сложных физических и физико-химичес­

ких процессов, протекающих в нефтяных пластах при движе­

нии в них нефти, газа и воды. Этот анализ иллюстрируется

результатами ряда интересных экспериментальных работ авто­

ра, проnивающих свет на многие мало изученные до сего вре­

мени процессы и явления.

Книга не претеццует на исчерпывающее освещение всех вопросов физики и физикахимии пласта; в частности, в ней почти не затра­ гиваются вопросы лабораторных исследований. По этим вопросам

следуетобращаться к специальным источникам- И. М. Муравьев>).

В 1964 году Ш. К. Гиматудинов защитил докторскую диссерта­

цию на тему: <<Исследование зависимости нефтеотдачи не-одно­

родных пористых сред от капиллярных свойств пластовых систем и

условий вьпеснения нефти водой».

Одним из официальных оппонентов бьш академик П. А. Ре­ биндер. Вот что он написал своей рукой, давая согласие рецен­ зировать докторскую диссертацию Гиматудинова Ш. К.

Председотелю Ученого Совета Московского института нефтехимической и газовой промышленности им. И. М. Губкина,

кандидату технических наук В. Н. Виноградову

Ознакомившись с диссертацией Ш. К. Гиматудинова <<Исследо­ вание зависимости нефтеотдачи неоднородных пористых сред от ка­ пшиzярных свойств пластовых систем и условий вытеснения неф­ ти водой», считаю ее крупным научным трудом, содержащим ряд новых ценных выводов и соответствующим требованиям, предоявля­ емым к работам на соискание степени доктора технических наук.

10

Диссертация может быть допущена к защите, и я согласен выс­

тупить в качестве официалыюга оппонента по этой диссертации.

Академик, П. А. Ребиндер

20 мая 1964 г.

Основные результаты работы Ш. К. Гиматудинова, изложенные

в докторской диссертации:

1. Физические свойства горных пород естественных коллек­

торов изменяются во всех направлениях по законам случайных

величин. Неоднородность физических свойств пород оказывает

большое влияние на закономерности вытеснения нефти водой

из пористых сред.

Методы математической статистики позволяют учесть и от­

разить неоднородное строение пород в лабораторной модели

неоднородного пласта.

2. В простейшей модели неоднородность строения пород по

вертикали и горизонтали может быть воспроизведена в виде

чередования участков двух значений проницаемости с плотно­

стью вероятности каждой из них равной 0,5. Средние значения

проницаемости К1 и ~ каждого из участков при этом могут

быть найдены как математические ожидания случайных значе­ ний их в каждой из обеих групп, граница которой определяет­

ся медианой распределенияабсциссой точки, в которой пло­ щадь, ограниченная кривой распределения, делится пополам.

В работе показано, что при коэффициенте неоднородности

Н=~/К1~1,3 породы ведут себя как неоднородные разности. 3. Установлено, что приближенное динамическое подобие

процесса вытеснения нефти водой из неоднородных пористых

сред соблюдается (кроме выполнения всех прочих параметров подобия) при П::::;О,12-=-0,15. Величина параметра П3 в лабораторной модели не влияет на результат опьпа при условии П3=::;lj3.

Показано, что качественные результаты опытов не изменяются

(при соблюдении в модели пластовых значений параметра П2 и соотношений, характеризующих физические и физико-химичес­

кие свойства пластовых жидкостей и пород), если параметр П 1 в

модели отличается от пластовых параметров.

4. Нефтеотдача участков, заводняющихся в результате капил­ лярного впитывания воды, очень низка. Капиллярные процес­

сы пропитывания и перераспределения жидкостей в поравам про-

11

странстве под действием капИJVIЯрных см в неоднородных по кол­

лекторским свойствам породах способствуют интенсивному фор­ мированию воданефтяных смесей в охваченных водой участках и значительно ухудшают условия вытеснения из них нефти водой.

Нефтеотдача неоднородной пористой среды возрастает с умень­

шением интенсивности проявления процессов перераспределения

жидкостей в пористой среде под действием капмлярных см.

5. Капиллярные процессы, связанные с работой менисков, яв­

ляются важнейшим элементом .механизма вытеснения нефти

водой из пористых сред. Эта связь может быть использована для

установления качественной зависимости нефтеотдачи от мно­

гочисленных свойств пластовых систем и условий вытеснения,

одновременно влияющих на нефтеотдачу и на интенсивность

проявления капиллярных сил.

Изучение роли капиллярных процессов при вытеснении неф­

ти водой позволяет теоретически обосновать выбор вод, необ­

ходимых для заводнения залежей.

6. Моющие и нефтевытесняющие свойства вод не всегда сов­ падают. Наилучшими нефтевытесняющими свойствами облада­

ют воды с наименьшей способностью образовывать при вытес­

нении нефти из пористой среды воданефтяные смеси.

7. Из неоднородной пористой среды нефть лучше вытесняется водой, обладающей натяжением смачивания, близким к нулю. Та­

кими свойствами характеризуются собственные высокоминерали­

зованные пластовые воды ряда месторождений Второго Баку, так как угол их избирательного смачивания близок к 90". Поэтому они обладают высокими нефтевьпесняющими свойствами (по промыс­

ловым данным коэффициент вытеснения их достигает 0,75-0,8). 8. Выбор добавок, улучшающих нефтевытесняющие качества

вод, необходимо производить с учетом влияния, которое они ока­ зывают на механизм вытеснения нефти. Увеличивают нефтеотдачу

неоднородных пористых сред только такие поверхностно-актив­

ные вещества (ПАВ), которые способны понижать натяжение сма­ чивания системы до значений, близких к нулю.

9. При увеличении концентрации ПАВ поверхностное натя­ жение воды на границе с нефтью уменьшается, а смачивающие свойства ее улучшаются. Поэтому величина натяжения смачива­ ния системы имеет максимум при определенной концентрации ПАВ

в растворе.

12

В связи с ухудшением условий вытеснения нефти из неодно­ родной пористой среды при интенсификации капиллярных про­

цессов перераспределения жидкостей в породе под действием ка­

пиллярных сил максимуму натяжения смачивания соответ­

ствует минимум нефтеотдачи пористой среды.

Поверхностно-активные вещества, способствующие повы­

шению натяжения смачивания системы, приводят к уменьше­

нию нефтеотдачи неоднородных пород.

10. Характер зависимости нефтеотдачи от скорости вытесне­ ния находится в тесной связи с капиллярными характеристи­

ками пластовых систем. Нефтеотдача гидрофильных неоднород­

ных пористых сред при высоких значениях натяжения смачива­

ния системы возрастает с увеличением скорости вытеснения.

При натяжении смачивания системы, близком к нулю, неф­

теотдача пористой среды малочувствительна к скорости вытес­

нения.

11. При выборе качества вод для заводнения залежи необхо­

димо исходить из комплексного учета строения пород, капил­

лярных свойств пластовой системы, начальной воданасыщен­ ности пласта, минералогического состава пластовой воды и проектируемого режима вытеснения нефти.

Приводим письмо профессора М. М. Кусакова.

Председотелю Ученого Совета Московского института нефтехимической и газовой промышленности им. И. М. Губкина,

кандидату технических наук В. Н. Виноградову

В связи с тем, что 26 мая я буду находиться вне Москвы и, к сожалению, не смогу присутствовать на защите докторской дис­ сертации Ш. К. Гиматудинова и выступить на заседании Ученого Совета,-я бьи1 бы признателен Вам, если бы Вы довели до сведения членов Ученого Совета мое мнение о работе Ш. К. Гиматудинова «Исследование зависимости нефтеотдачи неоднородных пористых сред от капиллярных свойств пластовых систем и условий вытесне­ ния нефти водой>>, представленной им в качестве диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук.

Ш. К. Тиматудинов на протяжении нескольких лет после защи­ ты им кандидатской диссертации с большой настойчивостью и весьма успешно работал в области физики нефтяного пласта. При

13

зтом Ш. К. Гиматудинов обосновал теоретически и доказал экспе­

риментально целесообразность изучения процессов вытеснения не­

фти водой на моделях неоднородных пластов. Эта концепция при­ вела его к ряду новых и весьма интересных выводов, имеющих не только теоретическое, но и большое практическое значение.

Ш.К. Гиматудинов является широко образованным и творчес­

ким исследователем, имеющим свои оригинальные воззрения и умею­

щим отстаивать и защищать их. Он является автором большого числа опубликованныхработ в области физики и физикохимии неф­ тяного пласта и их приложениях в нефтепромысловом деле.

Я искренне рад, что Ш. К. Гиматудинов защищает докторскую диссертацию по физике нефтяного пласта, успешно развивая идею о решающей роли капиллярных эффектов в процессах вытеснения нефти из пласта водной фазой.

Считаю, что работа Ш. К. Гиматудинова удовлетворяет всем требованиям, которые должны предъявляться к докторской дис­ сертации. Ш. К. Гиматудинов безусловно заслуживает присвоения ему ученой степени доктора технических наук.

Профессор М. М. Кусаков

20 мая 1964 г.

ИЗ СТЕНОГРАММЫ ЗАСЕДАНИЯ УЧЕНОГО СОВЕТА

ПО ПРИСУЖДЕНИЮ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ

ДОКТОРА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК ОТ 26 МАЯ 1964 г.

Профессор Муравьев И. М.

<<Шамиль Кашафович - воспитанник нашего институrа. Ша­ миль Кашафович -бывший ассистент, и давно уже доцент нашей кафедры.

Шамиль Кашафович все эти годы очень плодотворно и много трудится. Онодин из идейных вдохновителей работ по физике

пласта, которые ведутся у нас. Он - один из главных исполнителей

и руководителей хозрасчетных тем, которые выполняются в этой

лаборатории, связанных с вытеснением нефти из пористых сред. Шамиль Кашафович долгое время бьm нашим представителем

за рубежом. Более двух лет работал в КНР, год работал в ОАР; представлял наш институr вместе с группой студентов во время

практики в Румынской Народной Республике, т.е. это наш посто-

14

янный представитель за рубежом. И везде он с честью несет имя нефтяного института им. И. М. Губкина и честно выполняет воЗJю­ женные на него задачи. Блестящий лектор, блестящий экспери­

ментатор.

Последние 1О лет работает над проблемой увеличения неф­

теотдачи в направлении изучения неоднородных пористых

сред.

Я не хочу здесь говорить о работе. Думаю, что официаль­

ные оппоненты о достоинствах и недостатках ее скажут боль­

ше. Я хочу только сказать, что данная работа не является пло­

дом какого-то разового творчества. Эта работа итоговая, посвя­

щенная обобщению большого количества экспериментов, про­ ведеиных на протяжении, повторяю, около 10 лет.

Он старался выяснить влияние капиллярности при вытесне­

нии нефти из неоднородных пористых сред, т.е. вопрос, кото­ рый на сегодня является наиболее актуальным для нефтяников, ибо в реальных условиях мы имеем больше случаев работы в

неоднородных пористых средах.

Мне думается, что Шамиль Кашафович со своей работой прекрасно справился. Доклад и его ответы на вопросы, которые

здесь задавались, говорят, на мой взгляд, сами за себя.

Мы слушали работу на кафедре и нашли, что она имеет большое методологическое значение. Он правильно ставит воп­

росы и намечает пути для других исследователей, по которому

надо идти при исследовании процессов, которые происходят в

недрах. И, наряду с этим, дает ряд практических рекоменда­

ций, которые сейчас можно реализовать в промышленности и

уже внедряются в производство>>.

Профессор Лапук Б. Б.

<<За последнее время в области физикохимин пласта появилось колоссальнейшее количество работ. Отмечал и Шамиль Кашафо­ вич, что такие работы за последние 10 лет стали в массовом коли­ честве появляться. И вот, я бы сказал, что одним из главных

пороков этих работ, является то, что они весьма далеки от реаль­ ных условий, имеющих место в пласте, от тех природных усло­

вий, в которых происходит фильтрация нефти, газа, вытеснение нефти и газа водой. И вот исследование Шамиля Кашафовича,

начатое довольно давно, в этом отношении выгодно отличается.

15

Я хорошо помню кандидатскую диссертацию Шамиля Каша­ фовича. С тех пор прошло уже 12 лет. Тогда он первый проводил

свои опыты, используя реальный керн. До этого времени вопросы

физикахимии пласта изучались на капиллярной трубке, т.е. в со­

вершенно идеальных условиях.

Шамиль Кашафович, придя в институт, начал исследования, которые завершились кандидатской диссертацией. Он сразу же

перешел от капиллярной трубки к реальному керну, который

привез с собой из районов, где работал. Эта особенность работы Шамиля Кашафовича, характеризующая его приближение к жизни.

Это вообще характерно для него и нашло свое выражение в той

работе, которую мы сегодня слушаем. И здесь Шамиль Кашафо­

вич взял главным вопросом вопрос неоднородных пластов, воп­

рос нефтеотдачи, очень важный для практики.

Надо сказать, что вопрос неоднородных пластов является цен­ тральным не только в части нефтеотдачи, но и во всех проблемах разработки нефтяных и газовых месторождений.

Если до последних лет дело обстояло так, что был наплыв дифференциальных уравнений движения жидкости и газа в нео­

днородных пластах, и мы не знали, что дело в том, что они не

интегрируются, то сейчас положение изменилось благодаря роли

вычислительной техники. Мы можем теперь решать эти задачи. В

нашей проблемной лаборатории решены такого рода положения, где и проницаемость, и пористость, и эффективность являются функцией координат, а проницаемостьфункцией давления.

Но дело в том, что возникает вопрос исходных данных. Уравне­

ния мы решать умеем, но надо, чтобы были разработаны методы получения данных по промышленным объектам, т.е. надо решить

вопрос относительно реальности схем строения неоднородных

пластов, пути оценки реального распределения неоднородности в

пласте, о котором мы должны составить полное представление.

И то, что Шамиль Кашафович избирает проблему неоднород­

ного пласта, является чрезвычайно важным, ценным для всех про­

блем, разрабатываемых для нефтяных и газовых месторождений. Мне понравилась смелость, с которой строились эти модели,

на которых проводились опыты. На первый взгляд, между этими шахматными моделями и реальными условиями нет ничего обще­

го. Это так сказать, некая сумасшедчинка, потому что недостаточ­

но похоже на правду.

16

Построение этой модели является сумасшедчинкой, которая делает честь автору. Надо смело строить разные модели неод-но­ родных коллекторов. Но при этом, мне кажется, существенным

недостатком ряда работ в этой области является то, что учитывает­

ся часто микрокартина, между тем, как для нас важна не столъко

микро-, сколько макрокартина. И для более закономерного обо­

снования модели неоднородных сред надо обязательно привлечь историческую геологию, палеогеографию, т.е. обязательно про­ анализировать условия, в которых происходит формирование мес­ торождений, осадкаобразующие условия, потому что эти условия характеризуются целым рядом особенностей. Здесь мы еще ближе

смыкаемся с исторической геологией, палеогеографией, палео­

климатом и т.д.

Мне очень хочется, чтобы вы продолжили свою работу в

части построения модели неоднородных сред. И поскольку вам геология близка, учтите эту сторону, о которой я говорил.

Кардинальным выводом работы является вывод о том, что,

как оказывается, наиболее эффективным агентом являются со­ леные воды. Я бы не относился так скеmически к вопросу ис­

пользования соленых вод, с точки зрения экономической, как

это сделал П. А. Ребиндер. У нас много промежуточных и ниже­

залегающих пластов, откуда мы можем получать минерализо­

ванную воду. И отнюдь не всегдадля закачки требуются эшелоны

соли. Эффективным может явиться метод перепуска воды из

нижележащих пластов и вышележащих пластов, чтобы создать

промежуточную зону из естественных минерализованных вод.

Я должен сказать, что с удовольствием слушал доклад Шами­

ля Кашафовича и его ответы на вопросы. Дело в том, что харак­

терной чертой доклада и ответов на вопросы бьшо глубокое физи­ ческое понимание происходящих процессов. Можно спорить, что у него не все на 100% правильно, но важно, что у автора имеется ясная для него какая-то физическая концепция, грубо говоря, он

разговаривает с пластом на ты, причем этот разговор может быть

поверхностным похлопыванием по плечу, а может быть и на осно­ ве глубокого понимания физических явлений. Это последнее имеет место в докладе Шамиля Кашафовича, и в ответах на вопросы. Это

чрезвычайно ценный фактор. Я думаю, что благодаря такому под­ ходу, Шамилю Кашафовичу удалось достичь тех положительных

результатов, о которых он докладывал.

17

Я знаком с Шамилем Кашафовичем с первого дня его появ­ ления в институте. Мне хочется отметить один штрихэто ак­

тивное сочетание большой научно-исследовательской работы с

самой активной общественной работой, требующей много време­ ни. Он работал на самых разнообразных участках, заседал в мил­

лионах комиссий, выполнял самую черновую работу и пр. И все

это сочеталось с педагогической активностью, с глубокой науч­ но-исследовательской деятельностью, которые привели к таким

зрелым выводам.

Я думаю, что Фома Андреевич Требин не ошибся, когда выра­ зил уверенность, что Ученый совет единодушно присудит Шами­ лю Кашафовичу степень доктора технических наук>>.

19 июня 1965 г. решением ВАК Министерства высшего и сред­

него образования СССР Гиматудинову Ш. К. была присуждена

ученая степень доктора технических наук.

Решением ВАК Министерства высшего и среднего образова­

ния СССР он утвержден в ученом звании профессора по кафедре

<•Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений>>.

В 70-е годы произошли важные события, связанные с под­ земными ядерными взрывами, проводимыми в США с целью увеличения коэффициента нефтеизвлечения. В СССР для ре­

шения проблем проведения работ по испытанию указанного способа воздействия на пласт была создана весьма представи­

тельная группа под руководством заместителя министра сред­

него машиностроения П. Я. Антропова, заместителя министра нефтяной промышленности С. И. Кувыкина, заведующего ка­ федрой теоретических основ поисков и разведки нефти и газа

ГАНГ им. И. М. Губкина, профессора А. А. Бакирова. В нашем институте была организована под руководством профессора Э. А. Бакирова специальная лаборатория, в которой решались

вопросы научного сопровождения работ по подготовке и про­ ведению ядерного взрыва в нефтеносных пластах. Э. А. Баки­

ров пригласил в эту лабораторию и высококвалифицирован­

ных сотрудников кафедры разработки и эксплуатации нефтя­

ных месторождений профессора Ш. К. Гиматудинова и доцента В. М. Зайцева.

Так, Ш. К. Гиматудинов стал участником осуществленных

впервые в стране под научным руководством професеорав

А. А. Бакирова и Э. А. Бакирова экспериментов по использова-

18