Совершенствование системы разработки высоковязкой нефти применением водогазового воздействия

Введение

В 21 веке «классические» методы разработки имеют низкую эффективность, при этом увеличивается потребность по всему миру по добыче углеводородного сырья. На текущий день, как в Западной-Сибири, так и по всей России большинство месторождений переходит на стадию падающей добычи, то есть переход от 3 стадии разработки в 4 стадию, соответственно происходит уменьшение объем добываемой продукции. По всему миру актуальным остаётся вопрос снижения объемов бурения новых скважин. Приоритетной задачей перед ведущими нефтегазовыми компаниями остается выработка запасов с пробуренного фонда, проведение геолого-технических мероприятий, довыработка запасов с участков ТРИ. Средняя цифра КИН (конечной нефтеотдачи) пластов варьируется от 15 до 45% [1, с. 33-45].

Материалы и методы

Исходя из вышесказанного необходимость поиска и внедрения новых способов и методов увеличения нефтеотдачи пластов растет каждый день, как при разработке «зрелых» месторождений, так и при бурении и разработке «новых» месторождений. В нефтегазовой отрасли одним из видов осложнений является разработка месторождений высоковязкой нефти. Предлагаемый нами метод водогазового воздействия (ВГВ) является одним из методов МУН (методов увеличения нефтеотдачи) при добыче высоковязкой нефти. К преимуществам данного метода относятся одновременное закачивание углеводородного газа и заводнения пласта. По различным исследованиям и опытам применения ВГВ, можно сделать вывод, что применение данного метода позволяет увеличить КИН в среднем от 15 до 20%. К примеру, при применении технологии заводнения эффективность составляет – в среднем от 5 до 8 %, а применение закачки газа позволяет увеличить конечный КИН до 3%. Еще одним преимуществом является возможность применения данного метода в низкопроницаемых пластах, например, пласты Юрской свиты. К преимуществам так же можно отнести «повторное» использование добываемого газа в промышленных целях [2].

В данной статье рассмотрим схемы и варианты применения технологии ВГВ при разработке залежей высоковязкой нефти.

Технология ВГВ принципиально относится к газовым МУН. На рисунке 1 представлена схема основных видов газовых МУН.

Рис. 1. Газовые методы увеличения нефтеотдачи пластов

Подтверждения

Реализация ВГВ происходит следующим образом. Через нагнетательную скважину производится закачка водогазовой смеси в расчетных объемах и различных концентрациях, при этом создавая водогазовую зону в пласте. Так же в пласте присутствуют зоны состоящая из газа, ВГ зоны, газовой, смешанной зоны, нефтяная зона (в участках дренирования добывающей скважины). Данная технология позволяет «вытеснять» высоковязкую нефть из недр пласта и поддерживать пластовое давление. На рисунке 2 показана схема реализации ВГВ [3].

Рис. 2. Схема вытеснения нефти ВГВ: 1 – нагнетательная скважина; 2 – добывающая скважина; 3 – ВГ зона; 4 – газ; 5 – ВГ зона; 6 – газ; 7 – зона смешивания; 8 – зона нефти; 9 – зона дренирования

При работе газа с добываемой нефтью происходит следующие виды взаимодействия:

• репрессия газа;
• режим взаиморастворимости (ограниченный);
• режим взаиморастворимости (неограниченный).

К газу, который применяется при ВГВ, можно отнести: углеводородный газ, азот, дымовой газ, воздух, диоксид углерода.

Исходя из условий пласта, в основном геологических и термобарических, существуют несколько видов вытеснения нефти:

1. В случае низкого эффекта от применения теплового воздействия применяется закачка «дымового» газа.
2. При возникновении высокой температурной зоны за фронтом вытеснения нефти продуктами горения газа рекомендуется применение термогазового воздействия.
3. Внутрипластовое горение [4].

Далее рассмотрим основные условия применения ВГВ. Для подбора эффективного состава водогазового МУН необходимо знать ГФХ, состав и структуру пласта, петрофизические свойства и характеристику пластовых флюидов. Критерии применения ВГВ показаны в таблице.

Таблица

Критерии применения ВГВ

Эффективность разработки нефтегазового месторождения во многим зависит от точно выбранного метода воздействия на продуктивный пласт, который нацелен на увеличение или поддержание подвижности нефти. Наличие неопределенности в критериях применимости некоторых методов обусловлено недостаточной изученностью процессов, происходящих в нефтенасыщенном продуктивном пласте при данном виде воздействия.

В процессе водогазового воздействия в пласте протекают физические, химические и гидродинамические процессы, которые вместе определяют результативность вытеснения нефти. При этом большинство из этих процессов также наблюдается как при газовом воздействии (длительная закачка газа в пласт), так и при заводнении. Технологическая эффективность водогазового воздействия определяется наличием и интенсивностью протекания указанных процессов и факторов.

Величина прироста, возникающего под воздействием каждого фактора, варьируется в зависимости от конкретной технологии водогазового воздействия, которая определяется методом нагнетания вытесняющих агентов (последовательная, чередующаяся или совместная закачка), выбором газового агента (углеводородные газы, углекислый газ, дымовые газы, азот или воздух), а также режимом взаимодействия газа с вытесняемой нефтью (газовая репрессия, ограниченная или неограниченная растворимость).

Существующие критерии применимости (скрининговые критерии) в первую очередь оценивают возможность и интенсивность массообменных процессов между пластовой нефтью и газовым рабочим агентом, учитывая такие параметры, как глубина залегания, пластовое давление, температура пласта и характеристики пластовой нефти, а также тип газового агента. Другие критерии позволяют оценить вероятность снижения коэффициента охвата по сравнению с заводнением, что связано со значительно более высокой подвижностью газа в условиях пласта, учитывая такие факторы, как толщина пласта, его неоднородность и трещиноватость. Небольшое количество оставшихся критериев является общими для заводнения и включает в себя тип породы, содержание монтмориллонита, средний угол смачивания и т. д [5].

Выводы

Таким образом, в рамках скрининга водогазовое воздействие на пласт рассматривается как простое сочетание газового воздействия и заводнения без учета возможных синергетических и/или антагонистических эффектов, связанных с совместным использованием в качестве вытесняющих агентов газа и воды, что не соответствует современным результатам экспериментальных исследований.