Опытно-промышленные испытания методов увеличения нефтеотдачи пластов

 

В 70-х годах новые методы повышения нефтеотдачи пластов, обеспечивающие значительно лучшее вытеснение нефти из пори­стой среды, по сравнению с заводнением пластов и режимом их ис­тощения, получили во многих странах широкое промышленное испытание и применение.

На рис. 97 показана динамика запасов нефти, вовлекаемых в разработку с применением новых методов, в долях единицы от величины запасов нефти, вовлеченных в разработку на 1/1 1980 г. в нашей стране. Отмечается быстрый рост объемов применения методов, особенно после 1973 г. За этот период запасы нефти, вовлеченные в разработку новыми методами, увеличились более чем в 3 раза. Были начаты крупные промышленные эксперименты на Самотлорском (закачка ПАВ), Трехозерном (закачка щело­чей), Хоросанском и Арланском (внутрипластовое горение), Со-сновском (закачка растворов полимеров), Сходницком (закачка пара), Струтынском месторождениях (закачка ПАВ), Гой-Корт (закачка газа высокого давления) и др. Значительно расширены опытные участки ранее начатых промысловых экспериментов [6, 34, 35].

В начале 80-х годов опытно-про­мышленные работы по испытанию методов проводились примерно на 50 месторождениях страны, на кото­рых можно выделить около 130 раз­личных объектов. Проводятся испы­тания практически всех известных в мире методов увеличения нефте­отдачи пластов — физико-химиче­ских (заводнение с ПАВ, полиме­рами, мицеллярными растворами, щелочами, серной кислотой, пенами), тепловых (вытеснение нефти горя­чей водой, паром, внутрипластовое горение), газовых (закачка в пласт углеводородного газа под высоким давлением и водогазовых смесей). В ближайшее время начнутся круп­ные эксперименты по испытанию процесса заводнения с двуокисью углерода.

Методы увеличения нефтеотдачи пластов применяются во всех ос­новных нефтедобывающих районах страны (рис. 98). Их наи­больший удельный вес приходится на Мангышлак (горячая вода), Татарию (серная кислота, ПАВ), Башкирию (ПАВ, полимеры, внутрипластовое горение), Азербайджан (пар, внутрипластовое го­рение).

В настоящее время 80 % от общего объема применения мето­дов приходится на месторождения, содержащие нефть вязкостью до 10 мПа-с. Наибольшее распространение на этих месторожде­ниях получили методы вытеснения нефти горячей водой, серной кислотой и растворами ПАВ.

На месторождения с вязкостью нефти 10—50 мПа-с приходится 12 % общего объема применения методов, на месторождения нефти повышенной вязкости (более 50 мПа-с) — 8%. На место­рождениях нефти повышенной вязкости наибольшее распростра­нение получает метод вытеснения нефти паром.

В целом по стране наибольшая доля по объему применения приходится на физико-химические методы (около 50%), на,теп­ловые методы приходится 40 % и на газовые— 10 %.

Опытно-промышленные работы позволили в 1982 г. получить дополнительно более 3 млн. т нефти, в 1984 г. — 4,5 млн. т нефти.

Распределение методов по объему их применения в настоящее время не отражает целесообразной стратегии испытания методов и их промышленного применения в будущем.

Рис. 97. Динамика во времени

относительных запасов нефти,

охваченных новыми методами

разработки.

Методы: / — сумма всех методов; 2 —

физико-химические; 3 — тепловые; 4 —

газовые

 

Рис. 98. Удельный вес применения методов увеличения нефтеотдачи пластов по различным нефтедобывающим районам СССР

Пока в незначительном объеме испытываются перспективные методы вытеснения нефти углекислым газом, мицеллярными раст­ворами, водогазовыми смесями. С другой стороны, метод вытесне­ния нефти серной кислотой в прошлом испытывался широко, но в будущем будет иметь ограниченное применение.

Метод вытеснения нефти растворами ПАВ (водорастворимыми ПАВ типа ОП-10) испытывается в промысловых условиях с 1964 г. в разных районах страны. Наиболее крупные экспери­менты проводятся на Арланском и Самотлорском месторождениях. Метод испытан в широком диапазоне свойств пласта. Однако, не­смотря на продолжительность опыта применения метода и мас­штабность работ, в настоящее время имеются неоднозначные оценки эффективности и большая неопределенность в его примене­нии. В основном это связано с незначительным возможным эффек­том увеличения нефтеотдачи пласта, который трудно оценить в промысловых условиях. Перспективы применения процесса заводнения с водорастворимыми ПАВ связаны с использованием более эффективных композиций ПАВ, способных обеспечивать вытеснение нефти из заводненной пористой среды.

Метод вытеснения нефти паром испытывается и применяется в разных геолого-физических условиях на 14 месторождениях

страны. В течение продолжительного времени этот метод приме­няется на месторождениях Оха, Каражанбас, Ярегском, Кенкияк-ском и др. Разнообразные геолого-физические условия пластов этих месторождений позволили хорошо отработать технологию и умень­шить до минимума риск применения метода в изученных усло­виях. В ближайшее время будет начат промысловый эксперимент по закачке пара в глубокозалегающий карбонатный трещиноватый пласт (Усинское месторождение). Положительные результаты этих работ существенно расширяют область его применения.

В течение нескольких лет проводятся промысловые испытания процесса внутрипластового горения. Положительные результаты получены на месторождениях Павлова Гора, Каражанбас, Балханы—Сабунчи—Романы и др. Начаты опытные работы по испытанию метода в глубокозалегающих пластах Ромашкинского и Арланского месторождений. Причем на последнем месторожде­нии процесс внутрипластового горения осуществляется в условиях ранее заводненного пласта. Метод требует дальнейших опытных работ, особенно в условиях, в которых в настоящее время нет до­статочного опыта его применения. Требуется тщательная отработка технических средств безопасного осуществления процесса, кон­троля и регулирования, чтобы снизить риск, связанный с его реализацией и получением эффекта ниже возможного.

Необходимо существенно расширить работу по испытанию про­цесса полимерного заводнения. Имеющиеся опытные работы хотя и позволяют оценить эффективность этого метода в определенном диапазоне геолого-физических свойств, однако отсутствие крупных промышленных экспериментов не обеспечивает необходимой на­дежности результатов и определенности в прогнозировании эффекта.

Особенно это касается таких перспективных методов, как за­качка в пласт двуокиси углерода и мицеллярных растворов. По этим методам существует наиболее высокая неопределенность прогноза возможного эффекта и зависимости достигаемого эф­фекта от условий реализации процесса из-за низкой их изучен­ности (см. рис. 91).

Метод заводнения водорастворимыми неионогенными ПАВ не­обходимо испытывать в условиях карбонатных коллекторов и слабопроницаемых терригенных пластов. Экспериментальные дан­ные свидетельствуют о возможности получения в этих условиях более хороших результатов, чем в песчаных и высокопроницаемых коллекторах.

Метод вытеснения нефти паром достаточно широко испытан, но требуется дальнейшая отработка технологии процесса, в част­ности в условиях карбонатных пластов, пластов, залегающих на глубинах более 1000 м, а также получения пара на основе дешевого топлива (торфа, угля) и жесткой воды.

Процесс внутрипластового горения предстоит дополнительно опробовать в условиях различных по свойствам терригенных пластов, в том числе залегающих на больших глубинах. Необходимы представительные эксперименты по внутрипластовому горению в пластах карбонатноготипа.

Методы вытеснения нефти углеводородными газами в сочетании с заводнением следует в ближайшее время широко испытать в пластах с разной проницаемостью, в которых обычное заводне­ние может быть неэффективным, а также в ранее заводненных пластах (водогазовая репрессия).

Дополнительные качественные испытания позволят повысить надежность прогнозирования применения методов увеличения нефтеотдачи пластов в различных условиях, снизить риск при про­ведении опытных работ и создать объективные условия внедрения их в промышленных масштабах.

В табл. 47 показаны наиболее крупные реализуемые опытно-промышленные работы по новым методам увеличения нефтеотдачи пластов в США и Канаде, охватывающие большие площади за­лежей с редкой сеткой и большим числом нагнетательных и добы­вающих скважин. Зависимости эффективности применяемых ме­тодов от плотности сетки по этим данным установить нельзя^ Поло­жительный эффект получен в широком диапазоне плотностей сеток скважин. Видимо, более существенным фактором, определяющим эффект, является технология процессов, зависящая от степени их изученности, а плотность сетки скважин влияет на риск примене­ния методов увеличения нефтеотдачи пластов незначительно.