РАЗРАБОТКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
УДК 622.276.6
© Коллектив авторов, 2015
Опыт применения третичных методов увеличения нефтеотдачи на месторождениях Пермского края
Н.А. Лядова, к.г.-м.н., А.В. Распопов, к.т.н., Л.Н. Мужикова, А.В. Бондаренко, М.К. Анурьев
(филиал ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «ПермНИПИнефть» в г. Перми) С.С. Черепанов, Т.Р. Балдина
(ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ»)
Адрес для связи: Aleksej.Bondarenko@pnn.lukoil.com
Ключевые слова: третичные методы, терригенные отложения, полимерное заводнение, водогазовое воздействие (ВГВ), минерализация воды.
The experience of tertiary recovery methods on Perm Region reservoirs
N.A. Lyadova, A.V. Raspopov, L.N. Muzhikova, A.V. Bondarenko, M.K. Anurev (PermNIPIneft Branch of LUKOIL-Engineering LLC in Perm, RF, Perm),
S.S. Cherepanov, T.R. Baldina (LUKOIL-PERM LLC, RF, Perm) E-mail: Aleksej.Bondarenko@pnn.lukoil.com
Key words: tertiary recovery methods, terrigenous deposits, polymer flooding, WAG influence, water salinity.
The investigation results of efficiency application of tertiary methods of oil recovery increase for Perm Region reservoirs are presented. The authors consider polymer flooding, WAG influence, and change of mineral composition of waters for reservoir pressure maintenance.
Основные объекты месторождений Пермского края разрабатываются с поддержанием пластового давления (ППД) [1]. В качестве рабочего агента применяется вода. Источниками водоснабжения являются пластовые, поверхностные или попутно добываемые воды. Средние проектный коэффициент извлечения нефти (КИН) составляет 0,412, коэффициент вытеснения нефти водой Квыт=0,609, коэффициент охвата вытеснением Кохв=0,676 (см. таблицу). Одно из направлений повышения эффективности вытеснения нефти из продуктивных пластов - улучшение вытесняющей способности воды в первую очередь за счет добавления в нее различных реагентов. В мировой практике добычи нефти накоплен большой опыт применения различных добавок: полимеров, газов, щелочей и др. [2]. Методы, основанные на таком подходе, относятся к третичным [3, 4].
С целью увеличения конечного КИН разрабатываемых месторождений Пермского края в филиале ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «ПермНИПИнефть» в г. Перми (ПермНИПИнефть) в рамках опытно-промышленных работ (ОПР) проводятся исследования по внедрению третичных методов увеличения нефтеотдачи (МУН): полимерного заводнения, водогазового воздействия (ВГВ), закачки воды с контролируемой минерализацией. Для выявления наиболее эффективных методов на месторождениях, разрабатываемых ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ», в настоящее время выполняются ОПР по полимерному заводнению, на кернах проведены лабора-
Проектные Для объектов Среднее
показатели терригенных карбонатных значение
КИН 0,493 0,346 0,412
К„ 0,650 0,568 0,609
Кохв 0,758 0,609 0,676
торные исследования фильтрации водогазовых смесей и оценка влияния изменения минерализации воды на эффективность вытеснения нефти.
Для поиска и внедрения третичных МУН реализуется интегрированный подход, включающий следующие основные этапы.
1. Анализ факторов, осложняющих вытеснение нефти из залежей месторождений.
2. Выявление третичных МУН, потенциально эффективных в условиях осложняющих факторов.
3. Определение критериев выбора объектов для проведения детального изучения эффективности методов.
4. Установление первоочередных объектов разработки для испытания технологий.
5. Определение пилотных участков на первоочередных объектах.
6. Проведение лабораторных исследований реагентов в свободном объеме для геолого-промысловых условий пилотных участков.
7. Выполнение лабораторных исследований фильтрации реагентов на кернах с характеристиками коллекторов пилотных участков.
8. Оценочный прогноз технологических показателей разработки для набора вариантов: базовый - при дальнейшей разработке объекта без использования исследуемой технологии; несколько вариантов с ее применением при различных параметрах процесса.
9. Определение необходимых для реализации исследуемой технологии изменений в составе оборудования и сооружений; подготовке, транспорте и закачке нового реагента; подготовке добываемой продукции.
10. Оценка экономической эффективности проекта, его чувствительности к изменению параметров сценарных условий расчетов.
11. Разработка программы реализации опытных работ.
12. Научно-инженерное сопровождение работ.
13. Анализ результатов реализации проекта с оценкой технологической и экономической эффективности.
14. Принятие решения о промышленном тиражировании технологии.
Полимерное заводнение
Повышенная эффективность полимерного заводнения пластов по сравнению с обычным обусловлена тем, что в воде растворяется высокомолекулярный химический реагент (полимер), обладающий способностью даже при малых концентрациях существенно повышать вязкость воды, снижать ее подвижность и за счет этого повышать охват пластов заводнением. Технология полимерного заводнения заключается в создании большеобъемной оторочки полимерного раствора.
Полимерное заводнение применяется на объектах разработки, характеризующихся повышенной вязкостью нефти, средней неоднородностью коллекторских свойств по площади и разрезу, опережающей обводненностью продукции добывающих скважин. Предпочтительными для реализации этого вида воздействия на протяжении последнего времени считались следующие условия: добываемая нефть от легкой до среднетяжелой, низкая минерализация пластовых и закачиваемых вод, проницаемость коллектора от средней до высокой, низкая пластовая температура (ниже 100 °С). В последнее время на рынке появились новые сополимеры, позволяющие эффективно загущать воду в более агрессивных условиях: высокие температуры и минерализация вод в пласте, высоковязкая нефть (вязкость от 500 до 10000 мПас), низкая проницаемость коллектора (0,05 мкм2). Так как эффективность полимерного заводнения зависит от конкретных геолого-физических характеристик и текущего состояния разработки объектов, определение наиболее эффективных параметров технологии полимерного заводнения, включая свойства самого полимера, проведено индивидуально для каждого объекта.
Основными критериями выбора объектов стали наличие остаточных запасов нефти, опережающее выработку запасов обводнение продукции добывающих скважин, обусловленность опережающего обводнения повышенной вязкостью нефти и геологической макронеоднордностью, проницаемость коллектора более 0,2 мкм2. Для исследования эффективности полимерного заводнения выбраны терри-генные отложения двух месторождений Пермского края.
На первом этапе для этих объектов, характеризующихся высокой минерализацией пластовых вод (244 и 256,39 г/л), с привлечением ведущих мировых химических компаний по производству полимерных составов разработаны высокогидролизованные полимеры. В Перм-НИПИнефти проведен полный комплекс лабораторных исследований полимера в свободном объеме и с использованием керна по подбору оптимальной концентрации полимерного раствора, способной обеспечить необходимую вязкость раствора в пласте. В результате выполненных фильтрационных испытаний на керновых моделях пласта подтверждена эффективность довытеснения нефти оторочкой полимерного раствора (рис. 1).
Для реализации пилотных проектов по полимерному заводнению выбраны два участка, на которых проведены трассерные исследования. Каждый из участков включает две нагнетательные скважины, окруженные реагирующими добывающими. С учетом данных, полученных
0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1
«-♦— »--♦ - После зай чии
Г Атяян полимер а
[
3 10
12
14
16 13
Рис. 1. Динамика коэффициента вытеснения нефти Квыт водой и полимерным раствором (Уж, Упор - объем соответственно жидкости и поровый)
по результатам лабораторных исследований свойств полимерных растворов в свободном объеме и их фильтрации на керне, выполнены расчеты технологической эффективности полимерного заводнения на секторных геолого-гидродинамических моделях (ГДМ) и технико-экономическая оценка различных вариантов полимерного заводнения. В результате определены оптимальная концентрация полимерного раствора, обеспечивающая его необходимую вязкость при продвижении в пласт, и объем оторочки (вала) полимерного раствора, необходимого для эффективного вытеснения нефти, который составил 30 % Упор для каждого выбранного участка.
В настоящее время на опытных участках ведется закачка полимерного раствора с постепенным увеличением его вязкости до рекомендуемой. Специалистами ПермНИПИнефти осуществляется научно-инженерное сопровождение испытания технологии. В постоянном режиме отслеживается динамика работы скважин пилотных участков (приемистость нагнетательных скважин, реакция добывающих скважин и др.), проводятся расчеты по прогнозированию продвижения фронта полимерного раствора. Отслеживается его вынос в реагирующих добывающих скважинах, осуществляется входной контроль сухого полимера и полимерного раствора, оценивается влияние полимера на процессы сбора и подготовки нефти, разработаны мероприятия по минимизации этого влияния.
Водогазовое воздействие
Возможность эффективного использования ВГВ для повышения нефтеотдачи пластов доказана многочисленными теоретическими и экспериментальными исследованиями. С целью подбора и обоснования наиболее эффективных технологий ВГВ выполнено технико-экономическое обоснование выбора объектов на месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ».
На основании обобщения зарубежного и отечественного опыта определены численные критерии выбора объектов для применения технологии ВГВ, газовые агенты (азот и углеводородный газ газовых шапок) и оптимальные технологические схемы воздействия: циклическое нагнетание азота и воды, воды и водогазовой смеси для обоих газов. Критерии выбора объектов для технологии ВГВ с применением углеводородного газа и азота следующие:
1) вязкость нефти - менее 15 мПа-с;
2) плотность нефти - более 0,85 г/см3 ;
3) толщина пласта - не более 10-15 м;
4) непроницаемая кровля;
5) расчлененность коллектора предпочтительна, но не обязательна;
6) тип коллектора - поровый, кавернозно-поровый нетрещиноватый;
7) теку
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.