Отечественный и зарубежный опыт применения технологии ASP-заводнения

В статье рассмотрена технология ASP-заводнения, проанализирован опыт применения технологии ASP-заводнения в России и за рубежом.

Ключевые слова: ASP-заводнение, щелочь, ПАВ, полимер, АСП-технология, промышленный опыт, остаточная нефть.

На сегодняшний день, количество месторождений с трудноизвлекаемыми запасами растет с каждым годом. Это обусловлено увеличением доли вводимых в разработку месторождений с высоковязкой нефтью и низкопроницаемыми породами, а также выходом на завершающие стадии разработки месторождений и, как следствие, высокими показателями выработанности от начально-извлекаемых запасов.

Основным методом увеличения нефтеотдачи (МУН) в России является заводнение воды в нефтенасыщенные горизонты. Однако при данном методе остается большая доля остаточных запасов: нефть в защемеленных порах и ловушках, капиллярно-связанная, пленочная нефть. С целью повышения коэффициент нефтеотдачи, путем извлечения остаточной нефти, применяют физико-химические МУН, разновидностью которых является технология ASP-заводнения (alkaline-surfactant-polymer flooding). При данной технологии производят одновременную закачку в нефтенасыщенный пласт щелочи, поверхностно-активного вещества (ПАВ) и полимера.

Эффект от комбинированной закачки химических реагентов заключается в следующем:

1. Щелочной агент — при взаимодействии щелочи с органическими нафтеновыми кислотами, содержащимися в нефти, образуются дополнительные водорастворимые ПАВ; изменяет поверхностный заряд горной породы, в результате чего уменьшается адсорбция ПАВ на породе. Благодаря подбору оптимальной концентрации щелочи, в растворе регулируется pH и уровень минерализации.
2. Поверхностно-активные вещества — молекулы ПАВ, адсорбируясь на границе раздела нефть-вытесняющая жидкость (вода), уменьшают межфазное натяжение, что позволяет вовлечь в разработку пленочную нефть; также увеличивается смачиваемость породы-коллектора, снижается капиллярное давление в резервуаре.
3. Полимер — добавка в раствор полимера увеличивает вязкость вытесняющей жидкости, что приводит к изменению отношения подвижности нефть-вода, увеличению коэффициента охвата. Наиболее распространено применение частично гидролизованного полиакриламида (ЧГПАА) и ксантановой смолы.

Использование ASP-заводнения приводит к увеличению коэффициента охвата и коэффициента вытеснения. При совместном воздействии на пласт компонентами раствора происходит синергия: эффективность от совместного применения в результате оказывается выше, чем при отдельном использовании.

На сегодняшний день, ASP-заводнение широко применятся во многих странах: России, Китае, США и др., лидерами являются Индия, Канада, Оман [5,6]. Впервые технология была разработана американской компанией «Shell» в 1984 году и апробирована на месторождении Уайт Касл в США. Первые испытания показали, что прирост коэффициента извлечения нефти (КИН) составляет 10–25 % [3]. Разница в показателях дополнительной добычи нефти зависит от геолого-физических условий разрабатываемого коллектора.

В 1980-х годах технология использовалась на месторождениях Daqing, Shengli и Karamay в Китае, основные параметры которых приведены в таблице 1.

Таблица 1

Основные геолого-физические параметры месторождений

Таблица 2

Результаты опытно-промышленных испытаний на месторождении Daqing

В качестве щелочного агента использовался гидрооксид натрия (NaOH), из ПАВ применялись нефтяной сульфонат, лигносульфонаты, нефтяной карбоксилат, в качестве полимера был выбран полиакриламид с различной степени гидролиза и молекулярной массой. Как видно из табл. 1.12, дополнительный прирост добычи нефти составил от 19 до 25 %, при обводненности продукции на начало применении ASP — технологии 90 %.

Пробный проект на месторождении Shengli был начат в 1992 году. Использовалась 5-точечная система разработки, было пробурено 4 нагнетательных и 9 добывающих скважин на площади пласта Gudong. Прирост КИН составил 16,8 %. Основные данные залежи приведены в таблице 3.

Таблица 3

Геолого-физические параметры пласта Gudong

Исследование технологии щелочь-ПАВ-полимерного заводнения в России началось в 2008 году совместно компаниями «СПД», «Shell» и «Газпром нефть». Учеными был подобран оптимальный состав компонентов раствора в условиях данной минерализации пластовых вод и с учетом характеристики породы. Первый опыт применения был на Западно-Салымском месторождении в 2009 году, в результате удалось извлечь до 90 % остаточной нефти. В 2014–2015 гг. началась реализация пилотного проекта, в ходе которого было пробурено 7 скважин, и построена необходимая инфраструктура.

ASP-заводнение является одним из перспективных методов по извлечению остаточной нефти на месторождениях с трудноизвлекаемыми запасами. На основе проведенных крупномасштабных промышленных опытов было выявлено, что средний прирост КИН в результате применения технологии составил 15–25 %. С целью повышения эффективности использования ASP-заводнения, необходимы дальнейшие исследования вытесняющих агентов, выявление зависимости их свойств от различных геолого-физических условий месторождений.

Литература:

1. Ленчекова Л. Е. Повышение нефтеотдачи пластов физико-химическими методами. — М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 1998–394 с.
2. Магадова Л. А., Подзорова М. С., Магадов В. Р. Методические основы проведения лабораторных исследований составов для ASP-заводнения //Территория НЕФТЕГАЗ. — 2013. — №. 6. — С. 48–52.
3. «Методы увеличения нефтеотдачи» брошюра концерна «Шелл».
4. Сургучев М. Л. Вторичные и третичные методы увеличения нефтеотдачи пластов //М.: Недра. — 1985.
5. Nelson, R. C., Lawson, J. B., Thigpen, D. R., et al. Cosurfactant-enhanced alkaline afooding / SPE Enhanced Oil Recovery Symposium, 15–18 April, Tulsa, Oklahoma // SPE-12672. 1984.
6. Sheng, J. J., Leonhardt, B., Azri, N. Status of polymer-flooding technology / Journal of Canadian petroleum technology. 2015. Voll.54 (2). p. 116–126.