УДК 622.32

Д.т.н., проф. Орынгожин Е.С., ст. преп. Аширбекова Р.О.,

магистрант Сабыргалиев А.С., магистрант Абдижаппар Н.А.,

бакалавр Исаев И.К.

(Казахстан, г. Алматы. Казахский национальный исследовательский технический университет им. К.И. Сатпаева)

ПРОБЛЕМА ДОБЫЧИ НЕФТИ ИЗ ВЫСОКОВЯЗКИХ ПОРОД

В последнее время все большее внимание уделяется экономии химических и топливно-энергетических ресурсов, особенно таких высококачественных, как нефть и нефтепродукты. Рассмотрено множество причин, объясняющих напряженную ситуацию с потреблением, но всеобщую значимость имеют лишь некоторые из них. Одним из решающих, по-видимому, является тот факт, что ресурсы нефти в мире относительно невелики, особенно в сравнении с запасами других горючих ископаемых, а именно углей, горючих сланцев и нефтебитуминозных пород, содержащих природные битумы и высоковязкие нефти.

В связи с ростом потребления нефти и нефтепродуктов в настоящее время многие страны приступили к поискам и освоению альтернативных и нетрадиционных источников углеводородного сырья, в первую очередь таких как нефтебитуминозные породы, вмещающие в себя залежи природных битумов и высоковязких нефтей, горючих сланцев и угля. Ресурсы этих полезных ископаемых значительно превышают извлекаемые запасы обычных нефтей, а месторождения их в основном распологаются на легкодоступных глубинах или даже на дневной поверхности, что существенно облегчает поиск, разведку и эксплуатацию. Особенно перспективны в качестве дополнительного мощного источника углеводородного сырья природные битумы и высоковязкие нефти [2].

В общем балансе добываемой нефти все большее место занимают высокообводненные трудноизвлекаемые запасы. Для Западного Казахстана за годы эксплуатации месторождений выработано свыше 60% подтвержденных запасов. Выработка их традиционными методами, использующимися на второй и третьей стадиях, становится малоэффективной. Ввод в действие нового, даже пусть и крупного высокодебитного месторождения не решает проблемы освоения нефтяных ресурсов.

На текущий момент огромное значение приобретают вопросы экологической безопасности. Проблемы можно преодолеть только с помощью передовых технологий, которые разрабатываются отраслевой и фундаментальной наукой. На сегодняшний день запасы легких и маловязких нефтей составляет в мире 16 млрд.т, общемировые запасы высоковязких нефтей примерно в пять раз больше. Объем добычи вязких нефтей во всем мире постоянно растет. Поэтому добыча высоковязких нефтей – проблеме очень важная и актуальная, и, что самое главное, – она устремлена в будущее.

Из всех современных методов добычи высоковязкой нефти наиболее дейтвенным является метод паротеплового воздействия на залежи путем стационарной или циклической закачки пара. Однако, проблемой является низкий охват пласта закачкой пара из – за неоднородностипо толщине и по площади, а также снижение эффективности паротеплового воздействия на поздней стадии разработки. Однако паротепловое воздействие является хотя и эффективной, но технологически сложной и высокозатратной системой разработки.

В этих условиях значительно возрастает роль методов увеличения нефтеотдачи пластов (МУН) и интенсификации добычи нефти на разрабатываемых месторождениях. К тому же стоимость прироста нефти за счет применения новых технологий МУН может быть не выше, чем в результате геолого-разведочных работ.

Работы по созданию, развитию и внедрению в производство МУН начались с середины 1980 гг. уже тогда мы были одними из ведущих в числе развитых стран по числу и объему применения третичных методов МУН. Однако в дальнейшем, из – за прекращения финансирования развитие и применение этих методов значительно снизились. К настоящему времени определились приоритетные направления интенсификации нефтедобычи, к которым можно отнести химические, тепловые, газовые и физические.

Несмотря на широкое разнообразие МУН, коэффициент нефтеизвлечения (КИН) пластов с трудноизвлекаемыми и низкокачественными запасами остается низким. Этому есть немало причин. Для наиболее распространенных из числа МУН химических методов основной проблемой является прогрессирующая обводненность пластов. Поскольку суть метода заключается в вытеснении нефти водными растворами ПАВ, полимеров, щелочей, кислот и их комбинации, то применение в таких пластах указанных веществ не столь эффективно, как при первичном вытеснении и на начальной стадии обводнения. Немало проблем возникает и при выборе того или иного химического метода. На сегодняшний день их количество составляет уже десятки, и выбрать из них наиболее эффективные в каждом конкретном случае довольно сложно. Необходим учитывать особенности геологического строения залежей, неоднородность коллекторских свойств пород пласта, физико-химических свойств пластовых жидкостей. Возникает даже обратная ситуация: эффективность применения химических МУН на одном продуктивном пласте значительно возрастает при уменьшении числа используемых технологий. Немалую роль в применении химических методов играют экономические ограничения, связанные с резким ростом стоимости используемых химических продуктов.

Одними из основных потребителей сырой нефти, как известно, являются нефтеперерабатывающие заводы, перед которыми стоят задачи глубокой и качественной переработки нефти, что требует высококачественного сырья. Применяемые в химических МУН вещества могут негативно влиять на качество сырой нефти. Не менее острыми стоят вопросы экологической и токсикологической безопасности. Из более чем 600 применяемых реагентов только менее половины исследовано в этом отношении.

Из числа тепловых методов основными являются закачка пара в продуктивный пласт, вытеснение нефти горячей водой, пароциклическое воздействие и внутрипластовое горение. Снижение эффективности применения первых трех методов связано все с той же прогрессирующей обводненностью пластов. Потери вводимого в пласт тепла составляют 20 % и более. Осуществление метода внутрипластового горения довольно сложно и требует постоянного мониторинга фронта горения. Прогнозирование и контроль фронта должны осуществляться с применением специального измерительного оборудования, спускаемого в добывающие скважины.

Ограничения, накладываемые на применения газовых методов, прежде всего, связаны с преждевременном прорывом газа в добывающие скважины по высокопроницаемым каналам или в результате гравитационного разделения, образованием газового конуса, низким коэффициентом охвата пласта, возрастанием газового фактора. Применение газовых методов возможно на тех месторождениях, где имеется недорогой газ в объемах, необходимых для нагнетания.

Пронести полноценный анализ всех применяемых технологий МУН не представляется возможным из-за огромного числа влияющих на эффективность факторов, конкретных для каждого объекта разработки. Необходимо провести интерпретацию огромного количества данных и разнородных результатов промысловых испытаний. Помимо этого, зачастую сложно провести оценку эффективности той или иной технологии на активно разрабатываемом объекте.

Имеют место и механические методы повышения нефтеотдачи путем применения взрывов повышенной мощности с созданием фильтрационных волн давления. Проведенные эксперименты дают основание утверждать, что воздействие на нефтяные пласты фильтрационными волнами давления обрывает большие перспективы на пути разработки способа, если не полного, то, по крайней мере, радикально большего, чем современный уровень, извлечения нефти из недр действующих месторождений и доизвлечения остаточной нефти.