Zhdanov_S.A._Primenenie_metodov_uvelicheniya_nefteotdachi_plastov

ленный период времени проектная нефтеотдача обычно не дости­

гается и может быть меньше нее на 1-3%. При этом оказалось,

что величина <<потерянной>> нефтеотдачи зависит не только от пе­

риода простоя скважин, но и от очередности их последующего

ввода в эксплуатацию.

Важное направление в совершенствовании технологий нефте­ извлечения связано с увеличением объема дренирования пласта добывающими скважинами. Это направление повышения эффек­

тивности разработки нефтяных месторождений практически реа­

лизуется путем использования горизонтальных (ГС) и многоза­ бойных (МЗС) скважин, гидраразрыва пласта (ГРП).

Применение ГС и МЗС может увеличить нефтеотдачу пласта

на 3-5% по сравнению с заводнением с использованием обыч­ ных вертикальных скважин, увеличить дебиты скважин в 2-10 и более раз, сократить количество необходимых скважин на ме­ сторождении. Наибольшую эффективность применение ГС может

обеспечить в низкопроницаемых высоканеоднородных пластах, в подгазовых и воданефтяных зонах, в пластах небольшой тол­ щины, а также в сильнотрещиноватых коллекторах. К сожале­ нию, ГС и МЗС еще не нашли широкого применения на место­ рождениях России. К настоящему времени в России пробурено около 500 ГС (для сравнения: в мире ежегодно бурится около

1000 ГС). Почти половина из пробуреиных в России ГС не обес­ печивает проектную потенциальную эффективность их работы. Во многом это связано с техническими проблемами направлен­ ного бурения ГС и вскрытия пластов. Необходимы также надеж­

ные технологии ремонта ГС, изоляции водопритоков в горизон­ тальных частях скважин, обработки в них заданных интервалов. Требуют развития и методики проектирования разработки мес­

торождений с ГС и МЗС.

При разработке месторождений, представленных низкопрони­ цаемыми пластами, все большее применение находят технологии, связанные с методом гидраразрыва пласта. В результате примене­

ния ГРП дебиты обработанных скважин, как правило, увеличи­

ваются как по жидкости, так и по нефти, улучшаются технико­

экономические показатели их последующей эксплуатации.

Анализ результатов применения ГРП показывает, что в настоя­

щее время ГРП проводятся, как правило, по одиночно выбирае­ мым добывающим скважинам. При принятии решения о проведе­ нии ГРП на конкретной скважине зачастую не учитывается ее

возможное влияние на окружающие скважины, не рассматрива­

ются эффективность ГРП и возможные отрицательные послед­

ствия этого мероприятия с учетом всей системы нагнетательных и добываюших скважин [2].

Вместе с тем имеющиеся достаточно представительные данные

применения ГРП в различных геолого-физических условиях, а также результаты теоретических исследований свидетельствуют о

10

том, что ГРП в большинстве случаев может обеспечить наиболее

высокую эффективность не как метод воздействия на отдельные скважины, а как метод разработки нефтяного месторождения (или

участка), с предварительным многовариантным проектироnанием

его применения в системе скважин.

При этом проектирование применения ГРП должно касаться

не отдельно выбранных скважин, а всего поля имеющихся и на­ меченных к бурению скважин с оценкой их взаимовлияния без

ГРП и с ГРП при различном сочетании обработки нагнетательных

и добывающих скважин.

Особое преимущества перехода на проектирование применения ГРП в системе скважин может обеспечиваться на начальной ста­

дии разработки нефтяного месторождения, когда еще могут быть внесены определенные коррективы в очередность бурения сква­ жин и их размещение. Теоретические исследования показали, что при массовом применении ГРП в системе скважин на эффектив­ ность разработки месторождения (нефтеотдача, динамика добычи нефти, обводненность, динамика закачки воды) существенное

влияние оказывает не только длина трещин гидраразрыва и их

ориентация, но и геометрия расположения нагнетательных и до­

бывающих скважин. При этом в зависимости от геометрии распо­ ложения скважин и ориентации трещин ГРП увеличение длины трещин может приводить не только к увеличению коэффициента нефтеотдачи пластов, но и к его снижению. В определенных усло­

виях существует величина оптимального размера трещин ГРП, при

которой достигается наибольшая нефтеотдача пласта.

При сложившейся системе размещения скважин эффективность гидраразрыва во многом определяется случайным образом получа­ емым направлением трещин гидроразрыва. При этом при проведе­ нии в дальнейшем ГРП в соседних добывающих и нагнетательных

скважинах и образовании в пласте новых трещин могут происхо­

дить неоднозначные по своему влиянию на общий процесс вытес­ нения нефти изменения фильтрационных потоков в элементе сква­ жин. Этого можно избежать, если окончательное размещение на­

гнетательных и добывающих скважин осуществлять после опреде­ ления азимута трещинаобразования при гидроразрыве, что с дос­

таточной степенью точности уже позволяют делать приборы и ме­

тодики расчета.

Наиболее широкое применение из гидродинамических методов находит в настоящее время циклическое воздействие на пласт

с переменой фильтрационных потоков, предложенное в 50-х годах

М. Л. Сургучевым и другими специалистами.

Оценки показывают, что в настоящее время за счет гидродина­

мических методов увеличения нефтеотдачи в России добывается

около 55 млн. т нефти.

Рассмотрим теперь три другие группы методов увеличения неф­

теотдачи (тепловые, газовые и физика-химические), которые час-

11

то объединяются общим названием <<третичные методы увеличе­

ния нефтеотдачи>> (МУН).

Большинство из этих методов может обеспечить значительное увеличение нефтеотдачи rтастов по сравнению с заводнением даже на поздней стадии разработки месторождения, и именно с приме­

нением этих методов большинство специалистов связывают буду­

щее нефтяной промышленности.

Объемы применения МУН в ведущих нефтедобывающих стра­

нах мира в последние годы в основном увеличиваются, несмотря

на то что нефть, добываемая за счет этих методов, как правило,

дороже. Это увеличение добычи обеспечивается, с одной стороны,

введением правительствами некоторых стран стимулирующих на­

логовых льгот для применения этих методов, а с другой стороны,

желанием крупных нефтедобывающих компаний иметь в своем арсенале отработанные технологии применения МУН, использова­

ние которых может начаться с появлением соответствующих усло­

вий на мировом рынке. Так, если в 1986 году добыча нефти за счет

МУН составляла в мире около 77 млн. т, то в 1997 году она увели­ чилась до 110 млн. т [3].

Наиболее высокие темпы прироста объема добычи нефти за

счет МУН в последнее время в Китае: за 2 года (с 1995 по 1997 гг.) добыча выросла с 9,1 млн. т до 14,0 млн. т, т. е. более чем

на 50%.

В табл. 1 представлены данные по добыче нефти за счет МУН в

1997 году по странам мира (без СНГ). Наиболее высокие уровни добычи нефти за счет МУН достигнуты в США (40,4 млн. т),

Китае (14,0 млн. т) и Канаде (11,6 млн. т).

Таблица

Добыча нефти за счет методов увеличения нефтеотдачи мастов в мире (без СНГ, млн. т/rод)

Обращает на себя внимание то, что значительная доля добычи

практически во всех странах обеспечивается за счет применения

12

тепловых методов воздействия на пласты. В связи с этим следует

отметить, что если применение газовых и химических методов

может обеспечить повышение эффективности дополнительной

выработки запасов нефти в той или иной степени на разных ста­ диях разработки месторождения, то применение тепловых методов в большинстве случаев связано сневозможностью эффективного ввода в разработку месторождений высоковязких нефтей с ис­

пользованием других методов воздействия.

В табл. 2 представлены данные по применению МУН в США на 1.01.1998 г. [3]. За два прошедших года добыча нефти за счет МУН в США выросла почти на 2 млн. т, при уменьшении количества

проектов, т.е. продолжилась ранее установившаяся тенденция ук­

рупнения действующих проектов применения МУН.

Основную долю добычи нефти за счет МУН в США, как и

в предыдущие годы, обеспечивают тепловые методы, а именно­

паратепловое nоздействие на пласты. Значительный объем добычи

нефти получен также за счет применения гdзовых методов воздей­

ствия, особенно методов закачки в пласты утлевадородного газа

и .диоксида углерода.

Россия входит в число тех нефтедобывающих стран мира, кото­

рые уже много лет достаточно активно занимаются проблемой со-

13

здания, испытания и применсиня методов увеличения нефтеотда­ чи. Темпы развития работ в этой области особенно заметно стали

увеличиваться с 1976 года после выхода известного Постановле­ ния Правительства СССР. Если в 1976 году добыча в СССР за счет

МУН составляла 1,8 млн. т, в том числе около О,7 млн. т за счет

тепловых методов, то и в 1990 году общая добыча увеличилась примерно до 12 млн. т, в том числе за счет тепловых методов более 7 млн. т. В дальнейшем объемы применения МУН и добыча за счет

них начали снижаться.

К сожалению, в настоящее время отсутствуют точные данные

по объему применения методов увеличения нефтеотдачи пластов в

России, так как существовавшая в прежние годы система статис­

тической отчетности по этим методам разрушена. Можно говорить только об общих тенденциях и оценках на основании анализа фак­ тических данных по отдельным нефтедобывающим предприятиям.

Оценки показывают, что сейчас Россия занимает четвертое место

в мире по уровню добычи нефти за счет применения тепловых,

газовых и химических методов увеличения нефтеотдачи после США, Канады и Китая. В России добыча нефти за счет МУН составляет

около 9 млн. т/год, из них 80% обеспечивается за счет химических

методов (табл. 3).

Среди химических методов наибольшее применение находят тех­

нологии, основанные на использовании композиций химических

реагентов.

Неплохие результаты обеспечиваются за счет применения раз­

личных гелевых систем, в том числе полимерно-гелевой системы «Темпо-скрин>}.

В последние годы практически прекратились работы по испыта­

нию и применению газовых методовметодов, которые по оцен­

кам специалистов могли бы обеспечить значительную эффектив­ ность на месторождениях страны._j

Интересным представляетсясопоставление долей добычи не­

фти за счет тепловых, газовых и химических методов в разных

странах мира. В США и Канаде преимущественное развитие полу­

чают тепловые методы (61% и 71% от общей добычи нефти МУН,

соответственно), в Россиихимические (примерно 80%).

За последние 30 лет МУН применялись на 365 участках 150

месторождений России, из которых в действии находятся 159 уча­

стков на 120 месторождениях.

Под применевис МУН всего было вовлечено более 5 млрд. т балансовых запасов нефти. Реализуемые проекты обеспечили при­ рост извлекаемых запасов в объеме около 250 млн. т.

Остановка действующих участков в последние годы происхо­

дила не только вследствие завершения запланированных там ра­

бот, но и по причиненерентабельности проектов.

Появилась тревожная тенденция к резкому сокращению опыт­

но-промышленньrх работ по испьгганию методов увеличения неф-

14

теотдачи пластов. При этом в первую очередь это относится к более <•мощным>> (обеспечивающим большой прирост нефтеот­

дачи) методам, которые, как правило, требуют использования дорогостоящих специальных технических средств (тепловые и га­

зовые методы) и химических реагентов (полимеров, ПАВ и др.). В настоящее время нефтедобывающие предприятия в примене­ нии этих методов не заинтересованы. Именно поэтому в послед­

ние годы преимущественное развитие получают более дешевые и

простые, но и менее «Мощные>> методы.

Начиная с конца 80-х годов применение методов, основанных

на использовании больших оторочек реагентов, начало снижать­

ся, одновременно резко увеличились масштабы применения ме­

нее <<мощных>> технологий.

Примерам может служпrъ акmвно внедряемая на месторождени­

ях Западной Сибири технология системного воздействия на пласт,

обеспечивающая за счет определенной последовательности обработ­

ки скважин специально подобранными рецептурами растворов хи-

15

мических реагентов не только повышение эффективности работы этих скважин, но и увеличение (на 2-5%) нефтеотдачи пласта. За короткий срок внедрения этой сравнительно простой технологии вовлечено под ее реализацию более 2 млрд. т балансовых запасов и дополнительно добыто более 10 млн. т нефти.

Дальнейшие перспектины применения методов увеличения неф­ теотдачи пластов в России зависят от различных причин, среди которых можно отметить следующие: наличие необходимых для

конкретных месторождений технологий нефтеизвлечения, усло­

вия для создания новых и принципиально новых технологий,

своевременность создания и применение новых технологий, ди­

намика цен на нефть, наличие стимулирующей системы налого­

вых льгот.

Значительны потенциальные возможности применения уже из­ вестных технологий воздействия на ruтасты. Исследования РМНТК <<Нефтеотдача>> показали, что потенциальная область применения

технологий газовых методов составляет около 22 млрд. т балансо­

вых запасов нефти, химических- 17 млрд. т, тепловых- 5 млрд. т.

Сейчас в России имеется около 6,6 млрд. т балансовых запасов

нефтей вязкостью более 30 мПа·с, в том числе 3,8 млрд. т вязкос­ тью более 100 мПа·с и 1,2 млрд т вязкостью более 500 мПа·с.

Дальнейшие перспектиnы развития применения методов уве­ личения нефтеотдачи связаны также с поиском новых и принци­

пиально новых технологий нефтеизвлечения. Основное внимание обращается на создание и применение комплексных технологий,

обеспечиваюших Многофакторное воздействие на коллектор и на­ сыщающие его флюиды, основанных на интегрированном исполь­ зовании достижений многих наук, в том числе микромеханики движения флюидов в пористых средах с учетом микро- и макра­

неоднородности пластов, поверхностных свойств коллектора,

свойств пластовых жидкостей, динамики их взаимодействия с

закачиваемыми агентами.

При благоприятных условиях использование методов увеличе­ ния нефтеотдачи пластов в России уже в ближайшее время может существенно повлиять на развитие нефтяной промышленности.

Однако практически это возможно только в условиях концен­

трации научных усилий в этом направлении и существенной эко­

номической заинтересованности нефтедобывающих предприятий в испытании и использовании новых технологий. В связи с этим

можно напомнить, что именно так поступили в середине 70-х годов в США, где был принят ряд специальных решений (цено­ вых и налоговых) с целью повышения активности нефтедобыва­

ющих фирм в испытании и применении методов увеличения неф­

теотдачи [4].

Альтернативные оценки показывают, что в зависимости от скла­

дывающихся условий добыча нефти за счет применения только

тепловых, газовых и химических методов увеличения нефтеотда-

16