Выбор оптимальной технологии воздействия на призабойную зону пласта (ПЗП) для карбонатных коллекторов осложнен постоянно меняющимися условиями разработки. Одним из самых эффективных способов воздействия является кислотный гидравлический разрыв пласта (КГРП). Но не все операции КГРП проходят успешно и экономически целесообразны. Выявлено, что успешность операции зависит от ранее проведенных геолого-технических мероприятий на ПЗП. Авторами выполнен прогноз по дополнительной добыче нефти после КГРП в зависимости от ранне проведенных обработок на ПЗП.
Ключевые слова: гидроразрыв пласта, ГРП, кислотный ГРП, Республика Башкортостан, трудноизвлекаемые запасы нефти
Selection of an optimal technology for impact on the face zone for carbonate collectors is complicated by conditions of the development witch are constantly changing. One of the most effective methods of influence is acid fracturing. But not all operations of the acid fracturing are successful and economically efficient. It was revealed that the success of the operation depends on the well intervention techniques on the face zone. Witch were previously conducted. The forecast of an additional oil production after the acid fracturing, depending on the early processing of the face zone, Was carried out by authors.
Key words: fracturing, acid fracturing, Republic of Bashkortostan, hard to recover reserves
Проблема изучения карбонатных отложений приобретает все большее значение в связи с открытием в них на различных глубинах крупных месторождений нефти и газа. С карбонатными коллекторами связано более 40 % мировых запасов нефти и около 60 % мировой добычи нефти.
На рисунке 1 показана динамика структуры добычи нефти в Октябрьском управлении добычи нефти и газа. Основные отборы нефти с начала разработки осуществлялись из мощных залежей терригенного девона. Позже в разработку были вовлечены залежи, составляющие отдельный объект разработки, — терригенную толщу нижнего карбона. Терригенные объекты прошли все основные стадии разработки и в настоящее время находятся на завершающей стадии. Доля добычи нефти из карбонатных пластов постоянно увеличивается и на данный момент составляет примерно 60 % [1].
Рис. 1. Динамика структуры добычи нефти по нефтеносным комплексам, разрабатываемых Октябрьским УДНГ
Так как карбонатные коллектора характеризуются высокой степенью расчлененности и прерывистостью продуктивных пластов, наличием и широким развитием густой сети трещин и каверн самых разнообразных размеров и протяженности выбор оптимальной технологии разработки весьма затруднен. Коэффициент успешности проведения мероприятий по интенсификации добычи нефти из карбонатных коллекторов составляет лишь 30–80 % по различным объектам, а в половине скважин, затраты, связанные с проведением воздействия, не окупаются дополнительно добытой нефтью.
Одним из самых эффективных способов воздействия на карбонатные пласты является способ кислотного гидравлического разрыва пласта (КГРП). На данный момент около трети запасов нефти можно извлечь только с использованием технологии КГРП [2], но на основе анализа промыслового опыта на месторождениях Башкирии было выявлено, что данная технология не всегда показывает желаемых результатов.
Операция КГРП является одной из самых высокозатратных операций в нефтедобыче. В среднем, с учетом практики работ в России зарубежных фирм, один процесс обходится в 100 тыс. долларов [3]. Поэтому, к КГРП предъявляются жесткие технологические и экономические требования. Современный КГРП должен обеспечить увеличение продуктивности скважин в 2–3 раза, с успешностью не менее 85–90 % и с продолжительностью эффекта не менее 2–3 лет. Только при соответствии этим критериям КГРП считается успешным и экономически целесообразным [4].
С целью выявления факторов, влияющих на величину успешности проведения КГРП, были изучены все операции КГРП за 2016г на месторождениях Республики Башкортостан. Было выявлено, что на скважинах, на которых за последние 3 года проводились операции по обработке призабойной зоны (ОПЗ) успешность операции КГРП примерно 2 раза ниже, чем на скважинах, на которых операции по обработке призабойной зоны не проводились. На рисунке 2 наглядно видно процентное соотношение успешности операций.
Рис. 2. Результаты анализа успешности проведения КГРП в зависимости от ранее проведенных на скважине ОПЗ
Как видно из рисунка 2 всего за 2016 год КГРП был проведен на 200 скважинах. Кислотный ГРП на скважинах где в течение последних трех лет проводились ОПЗ показал успешный результат лишь в 22 скважинах из 66 скважин. А на скважинах где за последние три года не проводились ОПЗ кислотный ГРП показал успешный результат в 96 случаях из 134. Из этого можно сделать вывод, что ранее проведенные геолого-технические мероприятия на призабойную зону отрицательно влияют на успешность проведения КГРП.
Вследствие существенной неоднородности строения продуктивного карбонатного пласта степень охвата его кислотным воздействием при проведении повторных КГРП, как правило, невысока, т. к. в процессе обработки кислота движется в основном по одним и тем же каналам и трещинам, оставляя без воздействия значительную часть продуктивного пласта. Поэтому эффективность кислотного воздействия быстро снижается с ростом числа повторных обработок, проведенных на одной скважине.
На рисунке 3 показан график, показывающий, во сколько раз увеличился дебит нефти после кислотного ГРП за 2016 г. по месторождениям Республики Башкортостан на скважинах, которых за последние три года были проведены ОПЗ.
Рис. 3. Зависимость прироста дебита скважины по нефти после кислотного ГРП
Как видно из графика, зависимость отношения дебита нефти после и до КГРП от дебита нефти до гидроразрыва подчиняется уравнению
. Это уравнение перепишем в виде:
(1)
Выразим из этого уравнение значение дебита после кислотного ГРП:
(2)
Полученное уравнение (2) позволяет спрогнозировать дебит скважины по нефти после КГРП в зависимости от дебита нефти перед проведением кислотного ГРП с высокой степенью достоверности (94 %). Из уравнений (1) и (2) видно 
и 
имеют обратно пропорциональную зависимость, а это значит, чем меньше дебит скважины до КГРП, тем выше он становится после проведения КГРП. Из этого можно сделать вывод, что кислотный ГРП намного эффективнее проводить на малодебитных скважинах (до 1 т/сут по нефти), в этом случае дебит скважины по нефти может увеличится до 100 раз. А на высокодебитных скважинах (более в 5 т/сут по нефти) эффект от кислотного ГРП намного меньше, дебит увеличивается скважины по нефти в 1,5–3 раза.
Аналогичная зависимость получена для случая, когда за последние три года не проводились ОПЗ до КГРП. Зависимость изображена на рисунке 4.
Рис. 4. Зависимость прироста дебита по нефти на скважинах, которых не проводились ОПЗ до КГРП после кислотного ГРП
Дебит нефти после КГРП в этом случае можно вычислить:
(3)
Выразим из этого уравнение значение дебита после кислотного ГРП:
(4)
Полученное уравнение (4) позволяет спрогнозировать дебит скважины по нефти после КГРП степенью достоверности (93 %) для случая, когда не проводились ОПЗ перед КГРП. В этом случае также видно, что чем меньше дебит скважины до КГРП, тем выше он становится после проведения КГРП. На малодебитных скважинах (до 1 т/сут по нефти) дебит скважины по нефти может увеличится до 100 раз. А на высокодебитных скважинах (более в 5 т/сут. по нефти) дебит скважины по нефти увеличивается 2–3 раза.
За последние пять лет проведено более 450 КГРП и на сегодняшний день является одним из самых эффективных методов. Кислотный ГРП с 2010 года постепенно смещает прочие методы стимуляции притока в структуре проводимых геолого-технических мероприятий на промыслах компании ПАО «Башнефть» [5].
Литература:
- Ю. В. Антипин, А. В. Лысенков, А. А. Карпов, Р. М. Тухтеев, Р. А. Ибраев, Ю. Н. Стенечкин. Интенсификация добычи нефти из высокообводненных карбонатных пластов // Нефтяное хозяйство. — 2007. -№ 5. –С. 96–98.
- Канаевская Р. Д. Математическое моделирование разработки месторождений нефти и газа с применением гидравлического разрыва пласта / Р. Д. Канаевская.-М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 1999. -212 с.
- Канеевская Р. Д. Зарубежный и отечественный опыт применения гидроразрыва пласта. — М.:ВНИИОЭНГ, 1998.-40с.
- Федоров, Ю. В. Повышение эффективности кислотного гидравлического разрыва пласта в карбонатных коллекторах: диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук: 25.00.17 / Ю. В. Федоров; УГНТУ. — Уфа: [б. и.], 2011. — 99 с. –
- Внедрение новых технологий гидроразрыва пласта на карбонатных объектах месторождений ПАО АНК «Башнефть», С. Е. Здольник, Ю. В. Некипелов, М. А. Гапонов (ПАО АНК «Башнефть») // 07’2016 Нефтяное хозяйство, стр. 92–95.
