Аналитический обзор и анализ современных методов эксплуатации нефтяных месторождений

к.т.н. Баимбетов М.Н., к.т.н., доцент Джексенбаев Е.К.,

магистрант 6М070800 Берембеков Е.Б.

Казахский национальный технический университет имени К.И.Сатпаева, г.Алматы, Казахстан

Казахстан входит в первую десятку по общим разведанным запасам углеводородного сырья в мире. В республике открыто 191 месторождение углеводородного сырья, с разведанными извлекаемыми запасами нефти 2,1 млрд. тонн. Прогнозные же геологические запасы нефти и газа в Казахстане в сумме оцениваются более, чем в 20 млрд. т. условного топлива или 7 млрд. тонн нефти и конденсата. 

При существующих темпах добычи нефтедобывающие предприятия республики обеспечены разведанными запасами на 120 лет.

Ушли те годы, когда нефтяные компаний как говорится «снимали сливки». Многие месторождения разрабатываются на поздней стадии и сильно обводнены, хотя выработаны всего 15-25%. Возникает логически вопрос как достать остальные 70%. При нынешней цене на нефть над этим вопросом ломают лучшие умы мира.

Следует отметить, что увеличение добычи нефти Республики можно осуществлять в ближайшие годы за счет месторождений, находящихся в разработке.

Для этого нам понадобится высокоэффективные, инновационные способы разработки, на действующих месторождении, а значить новые методы для увеличения нефтеотдачи пласта.

Современными методами увеличения нефтеотдачи пластов принято называть все методы объемного воздействия на пласт, исключающие разработку залежей на естественных природных режимах или с применением традиционных вторичных методов стационарного заводнения обычной необработанной водой. Современные (нетрадиционные) методы разработки залежей нефти можно разделить на вторичные гидродинамические и третичные.

На практике вторичные МУН подразделяют на традиционные и современные. Под традиционными понимают методы стационарного заводнения, применяемые при внедрении первоначально запроектированных систем разработки (линейное разрезание, избирательное или площадное заводнение, барьерное заводнение). В отличие от этого применяются более прогрессивные, современные вторичные МУН, которые называются гидродинамическими. Эти методы являются основой большинства МУН, т.к. без отлаженной системы разработки и внедрения гидродинамических методов практически невозможно эффективное применение третичных МУН. Использование части этих методов предусмотрено проектами разработки и без них достижение проектной нефтеотдачи по большинству месторождений невозможно.

Цель применения гидродинамических МУН - увеличение дренируемых запасов, особенно неоднородных, расчлененных объектов. Гидродинамические МУН основаны на изменении фильтрационных потоков, оптимизации размеров эксплуатационных объектов и плотности сетки скважин и др. Кроме того, на месторождениях с ТЗН ведется работа по разработке комплексных технологий совместного использования гидродинамических и третичных МУН.

Под третичными понимают методы увеличения нефтеотдачи, не связанные с разработкой месторождений на природных режимах либо с закачкой в пласт обычной необработанной воды. Третичные МУН в 1960-70-е годы называли новейшими. Цель применения этих методов заключается в том, чтобы повысить охват пластов заводнением и устранить либо уменьшить отрицательное влияние сил, удерживающих нефть в заводненных зонах пластов. В соответствии с принятой в настоящее время классификацией третичные МУН подразделяются на 6 групп.

В последние время привлекают внимание газовые МУН с применением углеводородных газов и водогазовых смесей с целью уменьшения вязкости нефти, повышения коэффициента охвата, а следовательно, коэффициента нефтеотдачи. Применение воздействия различными газами на некоторых месторождениях ведутся в опытно-промышленном режиме, на ряде эксплуатационных объектов оно приостановлено в связи с прорывами газа и техническими трудностями. Отметим, что водогазовое воздействие является более эффективным, чем закачка сухого газа. Однако масштабное внедрение водогазового воздействия сдерживает сложность проведения процесса и его высокая стоимость.

В последние годы получают развитие методы увеличения нефтеотдачи с применением микроорганизмов. Их перспектива, в первую очередь, связана с простотой реализации, минимальной капиталоемкостью и экологической безопасностью. Установлено, что микроорганизмы пласта продуцируют газы и поверхностно-активные вещества, которые улучшают подвижность нефти. Кроме того, при закачке активного ила, в результате закупоривания растущей массой микроорганизмов высокопроницаемых зон увеличивается охват пласта заводнением.

Отметим, что метод активации пластовой микрофлоры имеет ряд недостатков, ограничивающих его применение, прежде всего ограничение по минерализации пластовых и закачиваемых для поддержания пластового давления вод. Однако ученым института микробиологии РАН в последние годы удалось решить эту проблему активации пластовой микрофлоры даже при закачке сточных вод в пласт, что существенно расширяет ее возможности. Применение мелассной технологии менее перспективно из-за дефицитности и дороговизны мелассы, хотя технологический эффект имеется и процесс освоен.

Под физическими методами понимают технологии, направленные на повышение степени охвата пласта дренированием, вовлечение в разработку застойные зоны и невырабатываемые пласты, увеличение продуктивности, приемистости и межремонтный период эксплуатационных скважин. Наиболее распространенным является метод гидравлического разрыва пласта (ГРП). Применение ГРП способствует увеличению дебита скважин в 1,2...4 раза в зависимости от состояния ПЗП до обработки. Значительный интерес представляет ГРП на месторождениях с ТЗН. Однако, следует отметить возможность обводнения скважин после воздействия при достижении создаваемых трещин водоносных горизонтов. В настоящее время все в больших масштабах применяются горизонтальное и разветленно-горизонтальное или многозабойное бурение. Отметим, что существует необходимость решения сложнейших проблем, связанных с исследованиями источников обводнения и изоляции в процессе эксплуатации горизонтальных скважин [20]. Значительный интерес представляют виброволного методы в группе технологий воздействия физическими полями для применения на месторождениях с ТЗН. В сравнении с выше описанными методами данной группы, виброволновые методы менее затратные, обладают щадящим воздействием на пласт, кроме этого характеризуются рядом положительных эффектов.

Рудничные методы могут найти широкое применение для разработки залежей тяжелых нефтей и природных битумов, залегающих на небольших глубинах. Значительный опыт карьерной (открытой) разработки накоплен в Канаде, США, а также имеется в Азербайджане и Туркменистане. Однако, для нашей страны отмечают значительные перспективы и накоплен опыт подземной разработке месторождений ВВН и ПБ. Отметим, что с 1935 года в нашей стране ведется разработка уникального Ярегского нефтяного месторождения подземным способом. В настоящее время планируется разработать и испытать новую технологию ПНП месторождений ВВН и ПБ - подземно-поверхностную систему термошахтной разработки. Наиболее перспективными для данной технологии являются территории Татарстана, Архангельской области и Республики Коми.

Отметим, что во многих работах рассматриваются, комплексные технологии, основанные на нескольких методах увеличения нефтеотдачи пластов. При этом, комплексное использования технологий позволяет достигать эффект, превышающий суммарный результат от обработки данными воздействиями по отдельности. Однако целесообразность комплексирования технологий должна быть подтверждена результатами экспериментальных исследований, а также расчетом прогнозируемой технологической и экономической эффективности для определенного объекта воздействия.

Литература

1. Махмудбеков Э. А. Интенсификация добычи нефти/ Э. А. Махмудбеков, А. И. Вольнов. - М: ≪Недра≫, 1975. - 264 с.

2. Акульшин А. И. Эксплуатация нефтяных и газовых скважин: Учебник для техникумов/ А. И. Акульшин, В. С. Бойко, Ю. А. Зарубин, В. М. Дорошенко. - М.: Недра, 1989. - 480 с.

3. Алтунина Л. К. Увеличение нефтеотдачи пластов композициями ПАВ/ Л. К Алтунина, В. А. Кувшинов. - Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1995. - 198 с.

4. Бабалян Г. А. Физико-химические основы применения поверхностно- активных веществ при разработке нефтяных пластов/ Г.А. Бабалян, И.И. Кравченко, И. Л. Мархасин, Г. В. Рудаков - М.: Гостоптехиздат, 1962.-283 с.

5. Бурханов Р. Н. Геология природных битумов и высоковязких нефтей:

Учебное пособие/ Р. Н. Бурханов, М. Т. Ханнанов. - Альметьевск: АГНИ, 2004. - 80 с.

6. Валиуллин И. В. Обоснование технологий борьбы с осложнениями при разработке месторождений с трудноизвлекаемыми запасами нефти Республики Татарстан: Дис. ... канд. техн. наук: 25.00.17. - Санкт- Петербург, 2008. - 146 с.

7. Вахитов Г. Г. Использование физических полей для извлечения нефти из пластов/ Г. Г. Вахитов, Э. М. Симкин. - М . : Недра, 1985-231 с. (1.201)

8. Газизов А. А. Разработка и применение технологий увеличения конечной нефтеотдачи пластов на залежах высоковязких нефтей Ильмовского месторождения// Интервал. - 2003. - № 8. - С . 6 8 - 72.

9. Газизов А. Ш. Научно-технические основы энергосберигающих технологий повышения нефтеотдачи пластов/ А. Ш. Газизов, А. А. Газизов// Нефтяное хозяйство. - 2007. - №3. - С.60-64.

10. Галеев Р. Г. Повышение выработки трудноизвлекаемых запасов углеводородного сырья/ Монография. - М.: КУбК-а, 1997. - 352 с.

9. Гуськова И. А. Анализ факторов эффективности очистки призабойной

зоны нагнетательных скважин методом динамического излива . - Казань: изд-во ≪Фэн≫. - 2007. - С. 195-197.

11. Девликамов В. В. Оптические методы контроля за разработкой нефтяных месторождений/ В. В. Девликамов, И. Л. Мархасин, А. Г. Бабалян. - М.: изд-во ≪Недра≫, 1970. - 160 с.

12. Дегтярев Н. М. Применение газа высокого давления и углеводородных растворителей для увеличения нефтеотдачи пластов/ Н. М Дегтярев,/ Состояние и перспективы применения новых методов увеличения нефтеотдачи пластов. - М.: ВНИИОЭНГ, 1977.-C.36-40.

13. Дыбленко В. П. Освоение скважин на месторождениях с трудноизвлекаемыми запасами с использованием комплекса волновых технологий/ В. П. Дыбленко, И. А. Туфанов, Р. С. Хисамов и др.//Нефтяное хозяйство. - 2008. - №11 - С. 112-116.

14. Дыбленко В. П. Повышение продуктивности и реанимация скважин с применением виброволнового воздействия/ В. П. Дыбленко, Р. Н. Камалов, Р. Я. Шарифуллин, И. А. Туфанов. - М.:, 2000. - 381 с.

15. Ибатуллин Р. Р. Увеличение нефтеотдачи на поздней стадии разработки месторождений. Теория. Методы. Практика/ Р. Р. Ибатуллин, Н. Г. Ибрагимов, Ш. Ф. Тахаутдинов, Р. С. Хисамов. - М.: ООО ≪Недра- Бизнесцентр≫, 2004. - 292с.

16. Кудинов В. И. Новые технологии повышения добычи нефти В. И. Кудинов, - Самара: Самарское книжное издательство, 1998.-368 с.

17. Кудинов В. И. Совершенствование тепловых методов разработки месторождений высоковязких нефтей. - М.: ≪Нефть и газ≫, 1996. - 284 с.

18. Лысенко В. Д. Инновационная разработка нефтяных месторождений. -

М.: ООО ≪Недра-Бизнесцентр≫, 2000. - 516 с.

19. Максютин А. В. Применение вибросейсмических методов воздействия на пласты в нефтедобыче/ А. В. Максютин, А. А. Молчанов// Материалы XXI Международной научно-технической конференции: Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии. - Уфа: изд-во ≪Реактив≫, 2008. - Т.1. - С.163-164.

20. Максютин А. В. Совершенствование технологии скважинного упругого воздействия на продуктивные пласты // Материалы XIX Международной научно-технической конференции: New Methods and Technologies in Petroleum Geology, Drilling and Reservoir Engineering. - Краков: AGH, 2008. - T.25. - 4.2. - С. C.511-515.

21. Максютин А. В. Экспериментальные исследования реологических свойств высоковязкой нефти при упругом волновом воздействии// Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. — 2009.-№5.-С.4-8.

22. Малышев А. Г. Состояние и совершенствование работ по проведению гидроразрыва пластов на месторождениях ОАО ≪Сургутнефтегаз≫/ А. Г Малышев, Г. А. Малышев, Л. М. Кочетков и др.// Нефтяное хозяйство. - 2004. - №2 - С.38-42.

23. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов (Вторая редакция)/ В. В. Косов, В. Н. Лившиц, А. Г. Шахназаров. - М.: ОАО ≪НПО ≪Изд-во ≪Экономика≫, 2000. - 421 с.

24. Мирзаджанзаде А. X. Особенности эксплуатации месторождений аномальных нефтей/ А. X. Мирзаджанзаде, А. Г. Ковалев, Ю. В. Зайцев. - М.: Недра, 1972.-200 с.

25. Мирзаджанзаде А. X. Прогнозирование методов промысловой эффективности методов теплового воздействия на нефтяные пласты/ А. X. Мирзаджанзаде, И. М. Аметов. - М.: ≪Недра≫, 1983. - 205 с.