Эксплуатация месторождений высоковязкой и тяжелой нефти требует повышения эффективности выработки таких месторождений. Традиционно при решении этой задачи используют тепловые и химические методы, реализация которых зачастую бывает весьма затратным мероприятием. В статье проанализирован метод полимерного заводнения как технологии повышения эффективности выработки месторождений высоковязких и тяжелых нефтей.
Ключевые слова: полимерное заводнение, полимерный раствор, вязкость нефти, рациональная вязкость, высокая стоимость, относительная вязкость.
Для сильно истощённых, заводненных нефтеносных пластов с нерегулярной нефтенасыщенностью полимерное заводнение является одним из самых эффективных МУН (метод увеличения нефтеотдачи). Основным преимуществом полимерного заводнения перед традиционным является тот факт, что в воде растворяется полимер, способный даже при низких концентрациях значительно увеличить вязкость воды, снизить ее подвижность и за счет этого повысить охват пластов заводнением. Технология заключается в закачке в пласт большого объема полимерного раствора. Данный метод стал повсеместно использоваться более 50 лет назад. Китай является лидером по применению данной технологии на своих объектах. Китайский опыт применения полимерного заводнения показал, что данный метод может эффективно использоваться на месторождениях с обводненностью более 95 %, что позволяет увеличить КИН (коэффициент извлечения нефти) до 10 %. Наиболее важным аспектом при принятии решения о применении технологии является выбор объекта под полимерное заводнение, в связи с высокой стоимостью применения данной технологии.
Критерии применимости методов определяют диапазон благоприятных свойств флюидов и пласта, при которых возможно эффективное применение метода или получение наилучших технико-экономических показателей разработки. Критерии применимости данной технологии имеют эмпирический характер, так как основываются на опыте применения данной технологии на аналогичных объектах к исходному.
Основными параметрами, влияющими на применимость полимерного заводнения являются: пластовая температура, содержание двухвалентных катионов, проницаемость коллектора, содержание глинистых материалов, вязкость нефти, минерализация пластовой и закачиваемой воды.
Важнейшим из этих параметров является вязкость нефти. Благодаря повышенной подвижности воды по отношению к подвижности нефти, происходит преждевременный прорыв нагнетаемой воды. Фронт вытеснения выравнивается за счет того, что вода, загущенная полимером, имеет меньшую подвижность в сравнении с нефтью. Минимальная допустимая вязкость находится в диапазоне от 5 до 10 сП. Максимальная не превышает 150 сП. В начале нулевых появилась задача применения данной технологии на объектах с вязкостью нефти до 10000 сП. Основная масса проектов с применением данной технологии была проведена на коллекторах песчаниках(терригенных), но также полимерное заводнение может применено в карбонатных коллекторах, поскольку анионные полимеры проявляют высокую адсорбцию в этих коллекторах. Необходимо так же учитывать проницаемость пласта, так как молекулы полимера могут оказаться больше размера поровых каналов. Оказывает существенное влияние на стабильность полимеров в пластовых условиях. На данный момент максимально допустимая температура при применении данной технологии составляет 93˚C. В среднем полимерное заводнение применяется при температуре 46˚C. Стабильные в условиях высокой минерализации полимеры имеют более высокую стоимость в сравнении со своими аналогами. Однако возможно использование более дешевых полимеров, если при заводнении используется вода с низкой минерализацией или, если перед полимерной оторочкой предусматривается закачка пресной воды. Нефтенасыщенность пласта должна быть выше остаточной нефтенасыщенности, так как данная технология увеличивает охват пласта заводнением, при этом коэффициент вытеснения растет не так значительно. За последние годы критерии применимости полимерных растворов расширились. Полимеры стали более устойчивы к высоким температурам, а также минерализации пластовой и закачиваемой воды. С целью изучения взаимосвязи критериев применения технологии и её эффективности использовалась синтетическая гидродинамическая модель. Данная модель позволяет рассмотреть взаимодействие характеристик пласта и параметров применения технологии. Синтетическая гидродинамическая модель — это упрощенная гидродинамическая модель реального объекта, созданная с целью анализа изучаемых процессов и не претендующая на полноту описания геологического строения. На основании этого анализа был разработан экспресс-метод подбора рациональной вязкости полимерного раствора для вытеснения нефти повышенной вязкости с помощью ПЗ. Последовательность необходимых действий следующая: Определяются верхние переломные точки S-образных кривых, соответствующие значению рациональной вязкости полимерного раствора для каждого эксперимента нефти различной вязкости. Определяется зависимость рациональной вязкости полимерного раствора от вязкости вытесняемой нефти, т. е. границы рациональности. Строится тренд, позволяющий оценить ожидаемый прирост КИН при полимерном заводнении после традиционного заводнения, в %. Проведя анализ представленных данных, авторы предположили, что для месторождений с вязкостью нефти в пластовых условиях от 30 до 100 мПа·с необходимо использовать полимерные растворы с вязкостью 10 мПа·с, что соответствует значениям относительной вязкости (соотношению вязкостей вытесняемого и вытесняющего флюида от 3 до 10. Для месторождений с вязкостью нефти в пластовых условиях от 100 до 300 мПа·с рекомендуется применять полимерный раствор с вязкостью от 10 до 14 мПа·с, что соответствует значению относительной вязкости примерно от 10 до 20. Необходимо отметить, что при воздействии на группу объектов (участков, площадей, пластов) со схожими значениями вязкости нефти в пластовых условиях экономически рационально также использовать единую вязкость нагнетаемого полимерного раствора [1].
Литература:
1) Телков, В. П. Оценка критериев применения полимерного заводнения для вытеснения тяжелых высоковязких нефтей Ирана / В. П. Телков, М. Г. Мостаджеран. — Текст: непосредственный // Экспозиция Нефть Газ. — 2018. — № 4. — С. 52–54.
