Зарождение методов поддержания пластового давления
в 20-е - начале 30-х годов ХХ в.
(по публикациям журнала «Нефтяное хозяйство»)
Часть 2 (начало в № 12, 2009 г.)
Публикации по новым технологиям нефтедобычи показали советским специалистам, что эксплуатация нефтяных месторождений существенно усложняется и требует научного обоснования и проведения таких же исследований, как в США В частности И.Н. Стрижов писал о разработках Шйп^а по применению химических реагентов для заводнения: «Результаты этих исследований представляют для нас большой интерес. Желательно и нам заняться аналогичными исследованиями и поставить вопрос о применении выводов Нэттинга к нашим работам» [1, л. 3]. Командируемые в США геологи получали задания обратить внимание на «искусственные приемы добычи нефти». Так, геолог «Грознефти» Н.Т. Линдтроп, находившийся в США в 1925 - 1926 гг., должен был обратить внимание на «введение различных посторонних факторов, способствующих передвижению инертной (остаточной) нефти (воздух, вода и пр.)», применяемое для закачки оборудование, максимальное давление нагнетания, «размеры района влияния при различном петрографическом составе пласта», особенности конструкции нагнетательных скважин и т.п. [2, л. 58]. Подобное же задание получили управляющий Сураханской группой промыслов «Азнефти» Г.Н. Сорокер и директор Грозненской нефтяной промышленности А.Ф. Притула, также командированные в США.
Советская нефтяная наука находилась еще в стадии становления. С 1925 г. в отрасли работал Государственный исследовательский нефтяной институт (ГИНИ), где лаборатория Л.С. Лейбензона преобразовалась в самостоятельный отдел нефтепромысловой механики. Правда, вернуться к решению проблем подземной нефтяной гидравлики Л.С. Лейбензон смог лишь в 1928 г, когда его ученики Д.С. Вилькер и И.П. Москальков под руководством своего профессора продолжили исследования движения газа в пористой среде. Центральные лаборатории трестов были рассчитаны в основном на химические исследования и исследования в области промыслового оборудования. Прикладной науке не уделялось должного внимания: не было достаточно средств, материальной базы и кадров. О ее развитии нефтяные тресты задумались при решении своих региональных проблем. Так, 31 мая 1926 г. главный геолог «Грознефти» Н.М. Леднев подготовил записку «Программа работ по геологическим вопросам научно-исследовательского института «Грознефти», в которой геологическая проблематика работ будущего института была разбита на три группы и помимо вопросов происхождения и поисков нефти включала самостоятельную группу «рациональное использование месторождений нефти». Автор записки пояснял этот пункт: «Вопрос о правильном использовании залежей нефти сводится <...> к знанию подземной геологии и к механическим и физическим взаимоотношениям нефти, газа и воды в пластах». Он предлагал сосредоточиться на исследовании следующих вопросов: «1. пористость пород; 2. нефтеносность и процент отдачи пластов; 3. способ получить остающуюся нефть; 4. количество газа и растворимость его в нефтях; 5. значение газов и воды для движения нефти из пласта к забою; 6. режим добычи нефти под влиянием газов или водяного давления; 7. взаимоотношения нефти и воды при различных условиях; 8. причина восстановления сульфатных буровых вод». В заключение записки он писал: «Указанные работы являются первоочередными задачами, ответы на которые значительно облегчат геологическую работу Геологического Бюро [«Грознефти». - Е.Ю.]». В качестве образца исследовательской структуры Н.М. Леднев предлагал «испытательную станцию» Горного бюро США в Бартлесвилле, описание которой привез вернувшийся из США Н.Т. Линдтроп. «Эта станция имеет 38 - 42 человека штата <..> Больше всего сотрудников работает над исследованием нефтепродуктов и лишь
Ю.В. Евдошенко, к.и.н. (ЗАО «Издательство «Нефтяное хозяйство»)
4 - 5 инженеров заняты исследованием растворимости газа, проникновением нефти в разные пески и исследованием свойств глинистого раствора. Необходимая аппаратура для этой цели сконструирована сотрудниками сама» [3, л. 24]. Через два года, 15 сентября 1928 г., на базе Центральной химической лаборатории треста «Грознефть» был создан Грозненский нефтяной научно-исследовательский институт (НИИ «Грознефти»). В начале 1929 г подобный институт был создан в Баку.
Развитие методов поддержания пластового давления в СССР сдерживалось не только отсутствием системы прикладной нефтяной науки. А.Ф. Притула, вернувшийся из США, в 1927 г в журнале «Нефтяное хозяйство» опубликовал свой отчет под названием «Улучшенные методы эксплоатации нефти». Будучи одновременно весьма эрудированным инженером и руководителем высокого ранга, докладчик осветил не только технологические особенности, но и попытался представить экономическую сторону вопроса. По его мнению, именно экономические вопросы сдерживали разработку и внедрение новых методов на нефтепромыслах СССР «При цене нефти в 18 руб. 30 коп. за тонну и ниже, как это имеет место ныне, - писал А.Ф. Притула, - конечно ни продувание [пласта воздухом], ни обводнение экономически целесообразными никогда не будут» [4, с. 619].
1928 г стал знаменательным годом в истории создания новых методов добычи: в ГИНИ начались лабораторные исследования, а в трестах были предприняты первые шаги по их опытно-промышленному применению.
В конце года на конференции научно-исследовательских учреждений, работающих в области изучения нефти (15 - 18 декабря 1928 г), были представлены первые результаты. Со своими докладами выступили сотрудники ГИНИ: академик А.Д. Архангельский «Об отдаче нефти песками», М.М. Чарыгин «О работах ГИНИ по изучению отдачи нефти песками на моделях нефтяных месторождений», Л.С. Лейбензон «О движении воздуха в песке». Через два месяца «Нефтяное хозяйство» опубликовало статью А.Д. Архангельского и М.А. Жиркевича «К познанию свойств нефтяных песков». Авторы отметили, что в институте разработана исследовательская программа, которая включала: 1) изучение механического состава нефтяных песков, 2) изучение их пористости; 3) изучение нефтеотдачи песков при различных условиях. Последний пункт признавался наиболее важным.
Авторы описали лабораторные установки, которые позволяли «моделировать нефтяные месторождения» и проводить опыты по закачке газа или жидкости. Опыты проводились на различных образцах рыхлых азербайджанских и подмосковных песков (иногда с добавлением глины) и кернах с «продувкой» воздухом и «промывкой» 0,7 %-ным раствором поваренной соли, который, по замыслу испытателей, соответствовал минеральному составу пластовых вод грозненских месторождений. В ходе экспериментов предусматривалось комбинирование закачки воздуха и соленого раствора. По результатам опытов был сделан вывод, что «нефтеотдача при промывке значительно выше, нежели при продувании песка воздухом». Помимо этого, были предприняты попытки использования после соленого содового раствора, что позволяло «получать дополнительное количество нефти», а также сложных растворов с добавлением различных солей [5, с. 169, 171].
Заключения авторов сводились к тому, что едва ли можно получить в промышленных условиях нефтеотдачу пласта более 50 %, а для глинистых песков она должна быть еще меньше. Они писали, что при расчетах возможной добычи с помощью новых методов обязательно нужно рассматривать пласт, «как нечто индивидуальное, и применять к нему какие-либо общие коэффициенты
[пористости] очень трудно». Авторы давали свои рекомендации по применению закачки воздуха и воды, в частности предлагали закачивать воздух или газ под усиленным давлением, а когда станет ясно, что этот процесс не дает значительных результатов, приступить к заводнению. При этом ими было сделан вывод, что «для обводненных пластов продувание не может, по-видимому, дать результатов» [26, с. 173].
На тот же 1928 г. были запланированы опытно-промышленные испытания метода Мариетта в «Азнефти» и «Грознефти» (в нефтяной прессе сообщалось о планировании подобных работ и в «Эмбанефти», но удалось ли реализовать эти планы, пока неизвестно). Речь о заводнении пока не велась. Забегая вперед, отметим, что первые опытно-промышленные испытания заводнения начались 28 августа 1943 г. на промысле Доссор в Казахстане [6, с. 2].
Через два года в журнале были опубликованы статьи, посвященные закачке воздуха. В «Азнефти» было проведено три эксперимента. С 30 января 1928 г. по 9 декабря 1929 г. проводилась пробная закачка воздуха на 24-м промысле Ленинской группы промыслов «Азнефти» (Балахано-Раманинско-Сабунчин-ское месторождение); с 26 июня по 20 октября 1929 г. - на 22-м промысле той же группы. Эксперименты проводились без предварительно разработанной методики, что отразилось в недостаточном внимании к подготовке скважин (не у всех были герметизированы устья), предварительным и текущим анализам продукции скважин и другим упущениям, снизившим качество исследования. Последний, третий, эксперимент был осуществлен на 5-м промысле Су-раханской группы промыслов по методике, разработанной вернувшимся из США управляющим группой Г.Н. Сорокером (будущим членом редколлегии журнала). Целью эксперимента было решение ряда вопросов: «изменение продукции скважин, количества воздуха, обратно полученного через соединение с воздушной скважиной, влияние процесса на газовый фактор, влияние на фракционный состав, вязкость и кислотность нефти и пр.». После замены рабочего агента (воздуха на газ) предполагалось провести те же исследования. Подготовительный этап - герметизация устьев и ремонт некоторых скважин, проведение замеров суточного дебита нефти и воды, объема газа, анализы нефти и газа - начался в июне 1928 г., 9 декабря приступили к закачке. К сожалению, выдержать полностью методику эксперимента не удалось (не была налажена закачка газа), однако результаты эксперимента показали увеличение добычи по сравнению с построенной кривой падения производительности.
Автор статьи по итогам работ «Азнеф-ти», бакинский инженер В.Г. Багдасаров, постарался обобщить все три эксперимента («все три опыта <...> показывают, что процесс дает положительные
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.