научная статья по теме О классификации методов увеличения нефтеотдачи пластов (в порядке обсуждения) Геофизика
Текст научной статьи на тему «О классификации методов увеличения нефтеотдачи пластов (в порядке обсуждения)»
© Ю.А. Поддубный, С.А. Жданов, 2003
О классификации методов увеличения нефтеотдачи пластов (в порядке обсуждения)
Ю.А. Поддубный (ООО «РН-Перспектива» ОАО НК «Роснефть»),
СА.Жданов About classification of the methods of
(ОАО «ВНИИнефть») enhanced oil recovery of formations
Yu^. Poddubny (RN-Perspecktiva OOO, Rosneft NK OAO),
S.A Zhdanov (VNIIneft OAO)
Geological and technical actions are given that are aimed at effective working of oil deposits. Characteristics of some commercial projects involving enhanced oil recovery in the USA and Canada is given. An approximate list of efficient technologies aimed at enhanced oil and gas production and enhanced oil recovery of formations is included.
Россия входит в число тех нефтедобывающих стран мира, которые уже много лет активно занимаются проблемами создания, испытания и применения методов увеличения нефтеотдачи (МУН). Темпы развития работ в этой области особенно заметно стали увеличиваться с 1976 г. Если в 1975 г. добыча нефти в СССР за счет применения МУН составляла 1,6 млн. т, то уже к 1985 г. она увеличилась до 5 млн. т. Десятки новых технологий стали активно внедряться практически во всех нефтедобывающих районах страны. Особенно быстрое развитие получили тепловые методы воздействия на пласты, насыщенные высоковязкими неф-тями. К 1985 г. тепловые методы обеспечивали более 60 % общей добычи от применения МУН [1].
Еще более значительное увеличение добычи нефти за счет МУН наблюдалось после 1985 г., и к 1991 г. она возросла до 11,4 млн. т, в том числе за счет тепловых методов до 3,9 млн. т и физико-химических - 7 млн. т [2, 3].
К этому времени уже имелся опыт применения МУН на 365 участках 150 месторождений страны, из которых в работе находилось 159 участков на 120 месторождениях. Эти показатели соответствовали общепринятым в мировой практике.
В дальнейшем объемы применения методов увеличения нефтеотдачи и добыча за счет них начали снижаться. К сожалению, точные и конкретные данные по объему и эффективности применения МУН пластов в России за последние годы отсутствуют (существовавшая система статистической отчетности по этим методам была разрушена в начале 90-х годов),
поэтому в настоящее время можно пользоваться только общими оценками и косвенными показателями.
Так, в 2000 г. по запросу Минэнерго РФ нефтяные компании России представили данные по дополнительной добыче нефти за счет методов увеличения нефтеотдачи. Согласно этим данным, в 2000 г. добыча нефти за счет применения ГРП, горизонтальных скважин, зарезки вторых стволов, тепловых, физико-химических, газовых и прочих методов составила около 43 млн. т , в том числе за счет физико-химических - 13,4 млн. т. Однако эти цифры вызывают сомнения. Если учесть и исключить из физико-химических технологий методы обработки призабойной зоны (ОПЗ) и технологии выравнивания профилей приемистости, то добыча нефти за счет МУН в России в настоящее время не превышает 3,6 млн. т. По нашему мнению, такая резкая неоднозначность оценок связана с отсутствием единого подхода к систематизации и перечню методов увеличения нефтеотдачи пластов, а также с отсутствием в отрасли единой методики определения эффективности применения МУН. Необходимо упорядочить отчетность о результатах применения методов увеличения нефтеотдачи в стране.
В настоящее время доминирует тенденция прекращения новых опытно-промышленных работ по методам увеличения
нефтеотдачи пластов. Это в первую очередь относится к высокоэффективным масштабным (обеспечивающим большой прирост нефтеотдачи) методам, которые, как правило, требуют использования дорогостоящих специальных технических средств (тепловые и газовые методы), значительных объемов химических реагентов (полимеров, ПАВ и др.), трудоемких подготовительных работ и больших сроков реализации. Немаловажным является «отдаленность» и рискованность получения конечных положительных результатов. В последние десять лет остановлены работы по испытанию и применению газовых методов, которые, по оценкам специалистов, могли бы обеспечить значительную эффективность разработки месторождений страны.
В настоящее время нефтедобывающие предприятия в применении МУН не заинтересованы, выбирают, что лучше «синица в руках, чем журавль в небе». Именно поэтому в последние годы преимущественное развитие получают более дешевые и простые, но и менее эффективные методы, оказывающие влияние на коэффициент извлечения нефти (КИН).
Наметилось выхолащивание самого понятия МУН (повышения нефтеотдачи пластов (ПНП), чему в значительной мере способствуют публикации о широком применении в ряде нефтяных компаний
высокоэффективных зарубежных и ранее «неизвестных» в России технологий, повышающих нефтеотдачу пласта. Именно поэтому часто компании все выполненные геолого-технические мероприятия (ГТМ) относят к работам по ПНП.
Существующее многообразие классификаций и терминов, связанных с методами увеличения нефтеотдачи, в каждом случае требует четких разъяснений, иначе сущность и смысл публикуемых анализов и обобщений становятся противоречивыми и неясными. Прежде всего это касается методов воздействия на призабойную зону скважин, которые во многих случаях необоснованно включаются в отчетность по МУН. То же самое относится к технологиям гидроразрыва пластов и строительства горизонтальных скважин. Эти технологии в основном являются технологиями интенсификации добычи нефти и несущественно влияют на конечный КИН, о чем свидетельствуют детальные обобщения промысловых данных. В то же время они обеспечивают интенсификацию разработки и заметно улучшают экономические показатели [4, 5].
«Oil and Gas Journal» каждые 2 года публикует статистику применения третичных методов увеличения нефтеотдачи пластов по странам мира и конкретным месторождениям. Россия - единственная страна, которая там в последние годы не упоминается. По существу, мы имеем более полные данные по применению МУН в США, Китае и других странах, чем в нефтяных компаниях России [6-10].
За рубежом общеприняты два термина, объединяющих методы воздействия на нефтяной объект с целью улучшения нефтедобычи: EOR (Enhanced Oil Recovery) и IOR (Improved Oil Recovery). К первому в основном относятся методы, которые основаны на применении вытесняющих агентов, отличных от воды (тепловые, газовые, химические и микробиологические методы); второй термин включает скважинные технологии и другие методы воздействия, приводящие к интенсификации нефтедобычи и косвенно к увеличению нефтеотдачи.
Для лучшего понимания отличий зарубежных подходов к пониманию МУН от превалирующих в настоящее время в России рассмотрим конкретные примеры по современным проектам в США и Канаде.
Характеристика некоторых коммерческих проектов применения МУН в США и Канаде.
Закачка газа (СО2 и углеводородного газа) на месторождении Хол-Гарни.
Работы на месторождении Хол-Гарни в Канзасе хотя и проводятся в опытном
масштабе, являются началом крупной программы для 10 месторождений, уже выработанных с помощью заводнения.
Для проведения опытных работ выбран участок площадью 16,2 га, где расположено 10 скважин с дебитами около 5,5 т/сут. Проект имеет две фазы. Первая, продолжительностью около 1 года, - подготовительная. Вторая, продолжительностью 4 года, - основная.
По мнению экспертов компании-оператора Shell, дополнительная добыча нефти по месторождению Хол-Гарни должна составить от 4,2 до 6,8 млн. т, а суммарный отбор достичь 27,1 - 29,7 млн. т. Дополнительно за счет проекта добытой нефти должно быть достаточно для обеспечения окупаемости работ.
Указанный проект обращает на себя внимание тем, что, во-первых, он направлен на доизвлечение остаточных после заводнения запасов нефти, т.е. на реанимацию выработанных продуктивных пластов, во-вторых, - это масштабная программа, в которой будет задействовано 10 истощенных месторождений штата.
Закачка в пласт сО2 на месторождении Каще1у Weber Sand Unit.
Это месторождение открыто в конце 40-х годов; оно расположено в шт. Колорадо и является самым крупным в данном регионе.
С целью достижения более высокой нефтеотдачи операторы приступили к закачке в пласт СО2 в условиях смешиваемости с нефтью попеременно с водой для увеличения охвата пласта воздействием. Диоксид углерода закачивали в 259 скважин. Работы в сущности считаются успешными, но охват пласта все же остается низким, так как прорыв СО2 происходит очень быстро: через 10-20 сут вместо 69 мес согласно расчетам.
Для выяснения причин сложившегося положения был выполнен детальный комплексный анализ работы более 100 пар нагнетательных - добывающих скважин с прорывом газа. В результате установлено наличие трещин или элементов суперколлектора, которые не проявляли себя при обычном заводнении. Проблему изоляции высокопроводящих разностей решали с помощью хромово-полиакрила-мидного геля.
По данной технологии проведены работы в двух нагнетательных элементах. В первую нагнетательную скважину закачали 1638 м3 геля. После обработки добыча газа уменьшилась и в течение 18 мес дебит нефти оставался стабильным на уровне 27 т/сут. Во вторую скважину закачали 1615 м3 геля. Результат оказался также положительным. Затем обработали еще
15 элементов. Этот пример ярко демонстрирует подчиненность (второстепен-ность) скважинных технологий по сравнению с методом разработки объекта.
Кроме того, данный проект свидетельствует о рискованности применения МУН и необходимости на практике вносить коррективы в ранее обоснованные технологические решения.
Закачка композиции щелочь - ПАВ -полимер на месторождении Кэмбридж.
Цель закачки такой комбинированной композиции при реализации процесса заводнения состоит в уменьшении остаточной нефтенасыщенности разрабатываемого пласта. При этом контролируются такие характеристики, как соотношение вязкостей вытесняемого и вытесняющего флюидов и поверхностное натяжение на их границе. К настоящему времени известно четыре проекта с использованием такой технологии: три в США и один в Китае.
Согласно выполненным расчетам, по адаптированной модели заводнение обеспечивало коэффициент нефтеизвле-чения в охваченной облас
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.