Применение методов повышения нефтеотдачи пластов на поздней стадии разработки



Значительная доля месторождений страны (Федоровское, Ромашкинское, Мамонтовское, Мухановское, Арланское, Самотлорское и др.) находится на поздней стадии разработки, которая сопровождается высокой обводненностью (до 95 %) и низкими дебитами (в среднем от 5 до 10 т/сут). Из этого следует что для дальнейшей рентабельной добычи нефти определяющим фактором становится выбор наиболее эффективной технологии повышения нефтеотдачи.

На данный момент времени представлен широкий спектр технологий, направленных на повышение нефтеотдачи пластов на заключительных стадиях разработки месторождений. Наиболее распространенными являются гидродинамические методы (нестационарное или циклическое заводнение, форсированный отбор жидкости), ремонтно-изоляционные работы, гидроразрыв и газоразрыв, третичные методы. Результативность методов рассмотрим на примере Федоровского месторождения за период 2010–2013 г.

– Нестационарное (циклическое) заводнение. Метод основан на циклическом воздействии на пласт и изменении направления потоков жидкости. Метод применяется при наличии высокопроницаемого и низкопроницаемого пропластков, между которыми существует гидродинамическая связь. [11] Цикл воздействия включает в себя два полуцикла. В первом полуцикле происходит нагнетание вытесняющей жидкости, при котором часть воды перетекает из ВП в НП, при этом другая часть воды фильтруется по ВП в направлении добывающей скважины. Во втором полуцикле закачка прекращается, давление в ВП падает ниже давления в НП. Так как нефть обладает большей сжимаемостью чем вода, а также из-за гидрофильности коллектора вода удерживается в НП капиллярными силами, а нефть перетекает из НП в ВП. В первом полуцикле второго цикла возобновляется закачка, давление увеличивается и нефть, поступившая из НП в ВП фильтруется к забоям добывающих скважин. [7]

– Форсированный отбор жидкости. Технология заключается в постепенном увеличении дебитов добывающих скважин (уменьшении забойного давления Рзаб). Сущность метода состоит в создании высоких градиентов давления и увеличении скорости фильтрации, путем уменьшения Рзаб на добывающих скважинах и увеличения давления нагнетания. В неоднородных сильно обводненных пластах вовлекаются в разработку остаточные целики нефти, линзы, тупиковые и застойные зоны, малопроницаемые пропластки, происходит отрыв пленочной нефти с поверхности породы. [8]

За период 2010–2013 г. на месторождении было проведено 113 скважиноопераций по применению гидродинамических методов. Дополнительная добыча нефти составила 85,5 тыс.т. с удельной эффективностью 0,75 тыс.т./скв — опер.

– Ремонтно-изоляционные работы. На завершающих стадиях разработки большое значение имеет ограничение притоков пластовой и закачиваемой воды. Для этой цели применяются различные методы ремонтно-изоляционных работ (РИР), в результате которых не только уменьшается обводненность продукции, но и также повышается охват пласта процессом выработки запасов. Чаще всего для изоляции обводненных пропластков или ликвидации заколонной циркуляции применяется цемент. В случае, когда происходит прорыв воды по отдельным высокопроницаемым пропласткам, используется метод селективной (избирательной) изоляции. Вариантами этого метода являются применение кремнийорганических соединений (продукт 119–204, Акор), закачка силиката натрия (жидкое стекло), волокнисто- и полимернаполненных дисперсных систем (ВДС и ПНДС).

За рассмотренный период было проведено 704 мероприятия. Дополнительная добыча нефти составила 445,44 тыс.т. с удельной эффективностью 0,63 тыс.т./скв — опер.

– Гидроразрыв игазоразрыв — механический метод воздействия, при котором порода разрывается по плоскостям минимальной прочности под действием давления, создаваемого закачкой в пласт флюида.

– Было проведено 1154 воздействия, дополнительная добыча от которых составила 6588,11 тыс.т. нефти, с удельной эффективности 5,7 тыс.т./скв — опер.

– Третичные методы. При разработке месторождений с трудноизвлекаемыми запасами (высокая вязкость нефти, малая проницаемость, неоднородность пластов, переслоенных непроницаемыми прослоями и др.) заводнение на определенном этапе становится малоэффективным. Поэтому мероприятия по извлечению остаточных запасов нефти из заводненных зон называют третичными методами добычи нефти.Кэтим методам относятся: физико-химические МУН, тепловые обработки, газовые методы, комплексные воздействия. [12]

Физико-химические МУН основаны на снижении межфазного натяжения на границе нефть — вытесняющий агент, снижении отношения вязкости нефти и вязкости воды, перераспределении объема находящихся в пласте флюидов с целью консолидации запасов.

На залежах, содержащих высоковязкие нефти высокой эффективностью отличаются воздействия тепловыми методами, которые включают два основных направления: закачку в пласт горячей воды или пара и внутрипластовое горение.

Главной особенностью тепловых методов является то, что на ряду с гидродинамическим вытеснением происходит тепловое вытеснение нефти за счет увеличения температуры. Происходит образование дополнительного фронта вытеснения — теплового. [8]

Газовые методы особенно эффективно применяются на слабопроницаемых пластах. Газовые методы характеризуются воздействием на пласт углеводородного газа, двуокиси углерода, азота, дымового газа, а также водогазового воздействия. В качестве примера можно привести смешивающее вытеснение — закачивание попутного обезжиренного газа для поддержания давления в пласте вместо воды. В некоторых режимах в зависимости от физико-химических свойств нефти мы можем использовать смешивающее вытеснение, когда у нас идет полное смешивание между газом и нефтью, и тогда можно реализовать режим однофазной фильтрации. Это позволяет существенно повысить коэффициент извлечения нефти. [4]

Так же высокоэффективным методом является комплексное воздействие, которое включает в себя сразу несколько механизмов влияния на призабойную зону пласта. [1] К таким методам относятся термокислотная обработка и термогазохимическое воздействие;

Термогазохимическое воздействие на ПЗП заключается в сжигании на забое скважин порохового заряда, спускаемого на электрокабеле. Это так называемый «щадящий» метод для скважины в целом, по сравнению с ГРП, он неэффективен в пластах с ухудшенными коллекторскими свойствами. [9]

За рассмотренный период было проведено 1880 скважиноопераций. Дополнительная добыча нефти составила 3461,45 тыс.т. с удельной эффективностью 1,84 тыс.т./скв — опер.

Исходя из данных, изложенных в литературе по проблеме извлечения нефти из месторождений, находящихся на поздней стадии разработке можно сделать следующие выводы:

1. Методы воздействия на пласт посредством заводнения не потеряли актуальности и являются эффективными и в наше время.
2. Применение ГРП и третичных методов увеличения нефтеотдачи (МУН) пластов считается наиболее эффективным решением, поскольку поздняя стадия разработки месторождений характеризуется высокой степенью обводненности продукции и увеличением трудноизвлекаемых запасов нефти.
3. Применение методов повышения нефтеотдачи является важной составляющей технологии освоения запасов месторождений, находящихся на поздней стадии разработки.

Литература:

1. А. Я. Третьяк и др. Методы увеличения нефтеотдачи пластов: учебное пособие. — Новочеркасск: ЮРГПУ (НПИ), 2010. — 227 с.
2. А. Я. Третьяк, В. Ф. Чихоткин, Ю. М. Рыбальченко. Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений: учебное пособие. — Новочеркасск: ЮРГПУ (НПИ), 2010. — 270 с.
3. Боксерман А. А. Повышение нефтеотдачи — важная составляющая производственной программы ОАО «Зарубежнефть»//Нефтяное хозяйство — № 8. 2007 г.
4. В. В. Попов, И. А. Богуш, А. Я. Третьяк, О. В. Савенок, А. В. Лаврентьев. Поиск, разведка и эксплуатация месторождений нефти и газа: учебник. — ЮРГПУ (НПИ) и КубГТУ, 2015. — 343 с.
5. Гарушев А. Р., Гарушев Э. А., Коновалов А. Е. К проблеме разработки месторождений с трудноизвлекаемыми запасами нефти // Нефтепромысловое дело. — 2008. — № 3. — С. 4‑10.
6. Деламаид Э. Химические методы увеличения нефтеотдачи с использованием горизон-тальных скважин: промысловые исследования. Георесурсы. 2017. Т. 19. № 3. Ч. 1. С. 166–175.
7. Коротенко В. А., Кряквин А. Б., Грачев С. И., Хайруллин Ам. Ат., Хайруллин Аз. Ам. Физические основы разработки нефтяных месторождений и методов повышения нефтеотдачи: учебное пособие — Тюмень: ТюмГНГУ, 2013, с.159.
8. Л. М. Рузин, О. А. Морозюк. Методы повышения нефтеотдачи пластов: учебное пособие. — Ухта: УГТУ, 2014. — 127 с.
9. Лысенко В. Д. Разработка нефтяных месторождений. Теория и практика, М., Недра, 1996.
10. Сургучев М. Л. Вторичные и третичные методы увеличения нефтеотдачи пластов.– М.: Недра, 1985.– 308с.
11. Сургучев М. Л. Циклическое (импульсное) воздействие на пласт как метод повышения нефтеотдачи при заводнении // Нефтяное хозяйство, 1965, № 3.
12. Тер-Саркисов Р. М., Максимов В. М., Басниев К. С., Дмитриевский А. Н., Сургучев Л. М. Геологическое и гидротермодинамическое моделирование месторождений нефти и газа, 2013. — 452 с.
13. Цынкова, О. Э. Исследование эффективности различных видов гидродинамического воздействия на продуктивные пласты [Текст] / О. Э. Цынкова, Н. А. Мясникова, Н. Н. Егурцов // Нефтяное хозяйство. — 1990. — № 6. — С. 45–49.