УДК 622.276.1/.4:552.54
© Коллектив авторов,1998
В.И.Кудинов, Е.И.Богомольный, М.И.Дацик, В.А.Шмелев (ОАО «Удмуртнефть»), Б.М.Сучков, Н.В.Зубов (УдмуртНИПИнефть)
Применение новых технологий разработки залежей высоковязкой нефти в карбонатных коллекторах
V.I.Kudinov, E.I.Bogomolniy, M.I.Datsik, V.A.Shmelev (OAO "Udmurtneft"), B.M.Suchkov, N.V.Zubov (UdmurtNIPIneft)
Application of new technologies for development of high viscosity oil pools in carbonate resevoirs
Brand new technologies of thermal stimulation has been developed, patented and commercially implemented: impulse-dosed thermal stimulation, impulse-dosed thermal stimulation with a pause, cyclic thermal stimulation and its modifications. Technological and economical efficiency of proposed thermal methods is presented.
остояние ресурсной базы углеводородного
сырья в России и мире характеризуется значительным увеличением доли труд-ноизвлекаемых запасов, приуроченных к низкопроницаемым коллекторам с нефтями повышенной и высокой вязкости. Доля таких запасов в России составляет около 50% остаточных запасов нефти, а в Удмуртии - около 70 %.
Для большинства месторождений Удмуртии характерны сильная геолого-ли-
тологическая расчлененность пластов, наличие нефтей повышенной и высокой вязкости со значительным содержанием асфальтено-смоло-парафиновых отложений, приуроченных к крайне неоднородным трещинно-порово-кавернозным карбонатным коллекторам (табл.1).
После создания в Удмуртии производственного объединения «Удмуртнефть» в 1973 г. первые попытки разрабатывать основные месторождения с применением традиционных способов - редкими сетка-
ми скважин (500 X 500, 600 X 600 м) с
заводнением не дали положительных результатов. Скважины имели низкие де-биты, отмечались быстрые прорывы закачиваемой воды по наиболее проницаемым пластам и прослоям, не достигались проектные отборы и коэффициент извлечения нефти (КИН), резко снижалась рентабельность освоения месторождений. В частности, на Чутырско-Киен-гопском месторождении была запроектирована сетка скважин плотностью
Таблица 1
Объект разработки Вид воздейст- Ввод в разработку/ Извлекаемые Накопленная Обводнен- Темп отбора, Израс-ходова- Дополнительная добыча нефти Текущий КИН/ Пластовое Число добывающих сква- Сетка скважин, м
вия Начало ОПР запасы, тыс.т добыча нефти, тыс.т закачка раствора ПАА, тыс.м3 ность % % НИЗ но ПАА, т с начала внедрения метода, тыс.т на 1 т ПАА, т/т Ожидаемый КИН давление, МПа жин /Число нагнетательных скважин
Мишкинское месторождение
Скв. 1413 ТПВ 1975 г./03.1976 г. 487,5 524,6 334,9 81,0 1,31 368,1 114,9 299,1 0,420/0,45 14,98 17/1 250x250
Ciœ.1411 ХПВ 1975 г./10.1977 г. 567,0 504,5 396,6 82,4 1,02 400,4 44,3 110,5 0,347/0,37 15,00 16/1 250x250
Скв. 1417 ВВ 1976 г./12.1977 г. 483,4 271,8 297,2 (вода) 80,8 2,32 0,5 0,219/0,25 14,81 16/1 250x250
Скв. 1424 Естественный режим 1976 г. 451,0 108,9 81,5 0,40 0,094/0,17 14,40 12 250х500
Залежь турнейско-го яруса в целом 1973 г. 17103,5 3990,6 2388,6 (вода+ПАА) 63,9 1,35 163,5 0,092 14,98 195 250х500
| Лиственское месторождение
Верейско-башкирская залежь в целом 1986 г./1987 г. 4305,0 1192,9 2362,1 56,5 2,7 1181,0 351,3 297,5 0,093/0,39 11,86 97/34 400х400
/'"••••'Я-'; • Ж* 1 • • • «-"• V • • ^ / \ / . \
\ • Т • • .........< \ \ Vе. • .^«¿з ? 14,4Л • ; • * .У. | • * • .^П, .ЦЬтГ 4^,4201 \ А У ' . ✓ • • •• • • . • 1 . • • • 1 • • . • • . • ••••• 1 • . • • | . • • • ' ...... .
• • • ' • • '— \ • 'ч, — • — * " * • • • •* •• • • у •
* "-Н - • / • •
01 02 03 • — *
04 5 06
Рис.1. Схема размещения скважин при разработке Мишкинского месторождения с применением ТПВ:
1 - контур нефтеносности; 2, 3, 4 - скважины соответственно добывающие, нагнетательные и контрольные; 5, 6 - зона соответственно влияния термополимерного воздействия и естественного режима
25 га/скв, на Мишкинском месторождении с вязкостью нефти в пластовых условиях 75 мПа-с - площадное заводнение с сеткой скважин 500 X 500 м. Аналогичные проектные решения предусматривались по Гремихинскому и Лиственскому месторождениям.
Из-за применения в расчетах упрощенных гидродинамических моделей без учета осложняющих факторов оказались существенно завышенными проектные технико-экономические показатели разработки и особенно КИН, который принимался по проектам 34-45 %. Завышенные оптимистические оценки освоения ресурсов нефти Удмуртской Республики неблагоприятно отразились на оценке экономического потенциала месторождений, что в дальнейшем привело к дополнительным материальным затратам, пересмотру прогнозов и уточнению проектных документов, строительству дополнительных сооружений по подготовке обильно поступающей пластовой воды. В связи с этим уже в 1975 г. совместно с некоторыми ведущими институтами России были начаты масштабные комплексные научные исследования по разработке принципиально новых технологий повышения нефтеотдачи.
Были организованы целенаправленные теоретические и экспериментальные исследования по изучению особенностей механизма нефтеотдачи в сложных тре-
щинно-порово-кавернозных коллекторах с нефтями повышенной и высокой вязкости. Результаты исследований, которые были опубликованы и докладывались на разных научно-практических конференциях, в том числе на мировых симпозиумах, позволили раскрыть сложный механизм нефтевытеснения и сделать вывод о том, что известные традиционные способы их разработки малоэффективны и неприемлемы.
Накопленный мировой опыт разработки залежей с высоковязкими нефтями, содержащимися, главным образом, в тер-ригенных коллекторах, доказывал эффективность использования тепловых методов (ВГВ и ПТВ). В карбонатных коллекторах с тяжелыми вязкими нефтями опыта разработки не было. Исследования для разработки технологий освоения трудноизвлекаемых запасов в карбонатных коллекторах Удмуртии велись в двух направлениях: поиск и создание технологий физико-химического воздействия на пласт; тепловое воздействие на пласт. Результатом целенаправленных научно-практических работ явилось создание принципиально новых технологий и способов рациональной разработки и повышения нефтеотдачи, предназначенных для фундаментального решения проблемы эксплуатации сложнопостроенных месторождений в карбонатных коллекторах. Научно обоснованы на уровне изо-
бретений и патентов, испытаны и широко внедрены в производство неимеющие аналогов в мировой практике термополимерные и термоциклические технологии воздействия на пласт. Если традиционно применяемые технологии заводнения в карбонатных коллекторах с нефтями повышенной и высокой вязкости могли обеспечить конечный КИН не более 2025 %, то новые технологии позволяют увеличить его до 40-45 %.
Новые технологии физико-химического воздействия на пласт успешно внедрены на Лиственском и Мишкинском месторождениях. Сущность нового подхода заключается в том, что при воздействии растворами полимера (ПАА концентрацией 0,05-0,1 %) удается существенно выравнить профили приемистости в нагнетательных скважинах, а главное, значительно увеличить коэффициент охвата неоднородного коллектора рабочим агентом. В технологии воздействия раствором полимера за счет выравнивания соотношения вязкостей вытесняемой и вытесняющей фаз снижается вязкостная неустойчивость фронтов вытеснения -число неконтролируемых прорывов воды к добывающим скважинам.
Лабораторные исследования и последующее промышленное внедрение технологии термополимерного воздействия (ТПВ) доказали, что конечный и текущий КИН в 1,5-1,7 раза больше по сравнению с воздействием необработанной водой (заводнением), существенно ниже обводненность добывающих скважин и выше их рабочие дебиты.
Разработанная новая технология термополимерного воздействия предусматривает закачку в пласт нагретого до температуры 80-90°С горячего полимерного раствора той же концентрации. Промысловые испытания технологии на Миш-кинском месторождении доказали, что ее применение позволяет повысить все технологические показатели разработки более чем в 2 раза по сравнению с обычным заводнением. Существенное улучшение механизма извлечения нефти из пластов при этом процессе заключается в том, что температура закачиваемого горячего полимерного раствора после прохождения по пласту снижается до пластовой, тем самым увеличивается вязкость на фронте вытеснения, что приводит к его выравниванию и увеличению коэффициента охвата пласта. Этот процесс в пласте оказывается саморегулиемым, что особенно важно в трещиноватых коллекторах.
Добавка тепловой энергии при ТПВ способствует снижению вязкости нефти, увеличивает ее подвижность и резко ак-
3/1998
31
тивизирует механизм капиллярной пропитки блоков трещиноватого пласта. Закачка нагретого полимерного раствора позволяет снизить гидродинамические потери давления в стволе скважины и прискважинной зоне пласта, что существенно упрощает и снижает стоимость процесса нагнетания.
Преимущества технологии ТПВ доказаны опытно-промышленными испытаниями на Мишкинском месторождении, начиная с 1976 г. (табл.1). В настоящее время около половины залежи охвачено термополимерным воздействием. По отдельным элементам залежи КИН достиг 43 %. Объемы внедрения метода ТПВ приведены на рис. 1. Дополнительная добыча нефти за счет технологии ТПВ на Мишкинском и Лиственском месторождениях превысила 800 тыс. т, 1 т сухого полимера позволяет дополнительно добывать 263 т нефти.
Совершенствуя технологию ТПВ, разработали новую технологию термополимерного воздействия с добавлением полиэлектролита (ТПВПЭ), способствующего замедлению возможной деструкции полимера и более глубокому проникновению его в пласт. Используя данную технологию, удалось существенно (на 1520%) сократить расход дорогостоящего полимера, снизив тем самым себестоимость добытой нефти. Дальнейшее совершенствование технологии ТПВ шло по пути значительного снижения энергоемкости и ресурсосбережения. В результате была разработана технология циклического внутрипластового полимерно-термического воздействия (ЦВПТВ). При этом закачка теплоносителя и раствора полимера осуществляется в несколько
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.