Аннотация

Цель исследования – выявление факторов, влияющих на эффективность пароциклической обработки скважин (ПЦО). В статье рассматривается влияние геолого-физических характеристик пласта и параметров эксплуатации скважины на показатели эффективности ПЦО. Новизна работы состоит в том, что в Самарской области данный метод увеличения нефтеотдачи (МУН) используется впервые. В результате исследования были выявлены факторы, влияющие на эффективность пароциклической обработки скважины.

Ключевые слова: Пароциклическая обработка, термический метод увеличения нефтеотдачи, высовязкая нефть.

Abstract

The purpose of the study is to identify factors affecting the efficiency of cyclic steam stimulation (CSS). The article considers the influence of the geological and physical characteristics of the reservoir and the parameters of the well operation on the efficiency indicators of the CSS. The novelty of the work lies in the fact that this method of enhanced oil recovery (EOR) is used for the first time in the Samara region. As a result of the study, the factors influencing the efficiency of steam cycling stimulation of the well have been identified.

Keywords: Cyclic Steam Stimulation, thermal method of increasing oil recovery, high-viscosity oil.

Важнейшей составляющей сырьевой базы нефтяной отрасли не только России, но и ряда других нефтедобывающих стран мира являются запасы тяжелых и битуминозных нефтей. По оценкам специалистов, их мировой суммарный объем оценивается в 810 млрд тонн, что почти в пять раз превышает объем остаточных извлекаемых запасов нефтей малой и средней вязкости, составляющий лишь 162,3 млрд тонн.

Высокий ресурсный потенциал данного вида углеводородного сырья обуславливает тот факт, что его разработке нефтяные компании уделяют все большее внимание. К настоящему времени среднегодовой суммарный объем производства таких нефтей в мире приближается к 500 млн тонн, а накопленная добыча превышает 14 млрд тонн.

Крупные скопления высоковязких и битуминозных нефтей сосредоточены на территории целого ряда стран мира, в т.ч. и России[1].В частности,  в Самарской области доля тяжелых нефтей составляет около 25% от общего объема извлекаемых запасов углеводородного сырья (120 млн тонн). Крупнейшие нефтедобывающие предприятия в регионе, а именно: АО Самаранефтегаз (дочернее предприятие ПАО «НК «Роснефть») и ООО «РИТЭК-Самара-Нафта» (дочернее предприятие ПАО «Лукойл»), направляют вектор инновационного развития на вовлечение в промышленную добычу тяжелых нефтей, важность данного направления сложно переоценить.

При разработке нефтяных месторождений, содержащих ВВН, термические методы повышения нефтеотдачи пластов не имеют в настоящее время альтернативы. Применение этих методов позволяет решить наиболее сложную проблему разработки таких залежей — вовлечь в активный процесснефтеизвлечения основную массу низкопроницаемых коллекторов за счет прогрева, термического расширения пластовых флюидов и капиллярной пропитки [2].

Средний коэффициент нефтеотдачи месторождений высоковязких нефтей обычно не превышает 10-15% при разработке их на естественном режиме, в то время как при термическом воздействии объем извлекаемой нефти может быть увеличен в 2-3 раза [3].

Среди всех вариантов термического воздействия самыми популярными являются паротепловые методы (пароциклическая обработка скважин и паротепловое воздействие на пласт). Их распространенность обуславливается сравнительно несложным  технологическим процессом и коротким сроком окупаемости.

Пароциклические обработки скважин (ПЦО) занимают особое место среди термических методов воздействия вследствие универсальности, заключающейся в том, что ПЦО могут применяться как в сочетании с другими методами термического воздействия, и как самостоятельный способ разработки участка или всей залежи (месторождения) в целом, на различных стадиях разработки месторождения. Большинство проектов по паротепловому воздействию начинается с ПЦО, которые характеризуется более быстрым сроком окупаемости и более низким паронефтяным отношением по сравнению с паротепловым воздействием на весь пласт [2].

Однако, технология пароциклической обработки скважины (ПЦО) также сопряжена с риском: существенные капитальные затраты не позволяют применять ПЦО повсеместно. Добавляя к этому сравнительно большие расходы на эксплуатацию, мы получаем два фактора, которые сдерживают дальнейшее развитие и распространенность данной технологии.

Пароциклическая обработка скважин заключается в том, чтобы прогреть пласт и нефть в призабойных зонах добывающих скважин, снизить вязкость нефти, повысить давление, облегчить условия фильтрации и увеличить приток нефти к скважинам. Механизм процессов, происходящих в пласте, довольно сложный и сопровождается теми же явлениями, что и вытеснение нефти паром, но дополнительно происходит противоточная капиллярная фильтрация, перераспределение в микронеоднородной среде нефти и воды (конденсата) во время выдержки без отбора жидкости из скважин. При нагнетании пара в пласт он, естественно, внедряется в наиболее проницаемые слои и крупные поры пласта. Во время выдержки в прогретой зоне пласта происходит активное перераспределение насыщенности за счет капиллярных сил: горячий конденсат вытесняет, замещает маловязкую нефть из мелких пор и слабопроницаемых линз (слоев) в крупные поры и высокопроницаемые слои, то есть меняется с ней местами. Именно такое перераспределение насыщенности пласта нефтью и конденсатом и является физической основой процесса извлечения нефти при помощи пароциклического воздействия на пласты. Без капиллярного обмена нефтью и конденсатом эффект от пароциклического воздействия был бы минимальным и исчерпывался бы за первый цикл [5].

Пароциклическая обработка скважины осуществляется путем последовательной реализации трех этапов: закачка пара, пропитка призабойной зоны скважины, и завершающим этапом является добыча скважинной продукции.

Первый этап включается в себя нагнетание перегретого пара в призабойную зону добывающей скважины непосредственно через устье. Главными характеристиками нагнетания являются: промежуток времени закачки и расход паронагнетательной установки. Совокупность этих факторов определяет размеры прогреваемой зоны.

Второй этап включает в себя перераспределение тепловой энергии в призабойной зоне. На этапе пропитки происходят процессы замещения тяжелой нефти конденсатом за счет капилярных сил. Нефть, получая тепловую энергию от теплоносителя (пара), нагревается и снижает свою вязкость.

Третий этап заключается в отборе флюида. Благодаря закаченному объему пара и тепловой энергии, дебит нефти значительно увеличится. Первое время флюид обладает высокой степенью обводненности,впоследствии, содержание воды снижается. Цикл можно считать завершенным, когда дебит нефти снизится до значений дебита до пароциклической обработки. В данный момент рекомендуется приступать ко второму циклу, начиная с первого этапа – закачки пара.

Целью данной статьи – является анализ промышленных результатов пароциклической обработки скважины для предложений модернизации и улучшений данной технологии. Данные были взяты с месторождений Самарской области, где на одиннадцати скважинах была применена технология пароциклического воздействия.

Анализируя данные результатов ПЦО, можно сделать выводы о факторах, влияющих на эффективность данного мероприятия.

По литологическому составу выделяют два типа коллекторов: терригенный и карбонатный. Накопленная дополнительная добыча со скважин, продуктивным горизонтом которых являлся терригенный коллектор равна 19 200 тонн. Со скважин эксплуатирующих карбонатный коллектор дополнительно добыто всего лишь 98 тонн.

На линейчатых диаграммах можно увидеть сопоставление значений толщину вскрытого коллектора и дебита до ПЦО со значениями дополнительной накопленной добычи – Рис 1.

Рис. 1. Сопоставление данных нефтенасыщенных толщин и дебита до ПЦО со значениями накопленной доп. Добычи

 

Выводы, сделанные на основе полученных, данных можно кратко описать так:

1. На скважинах с низким дебитом, где пласт кольматированасфальтосмолопарафиновыми отложениями (АСПО) пароциклическую обработку проводить можно только после их удаления. АСПО неэффективно растворяются с помощью закачки пара.

2. Пароциклическая обработка (ПЦО) в карбонатном коллекторе является неэффективной, из-за отсутствия равномерного распределения теплоносителя.

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Максутов P.A. Освоение запасов высоковязких нефтей в России / Р.А.Максутов, Г.И.Орлов, А.В.Осипов// Технологии ТЭК. -2005. -№ 6. — С.36-40

2. Осипов А. В. Повышение эффективности технологии пароциклических обработок скважин в слоисто-неоднородных пластах с высокой вязкостью нефти: автореф. дис. на соискание уч. степ. канд. тех. наук. Москва, 2013. 3 с.

3. Антониади Д.Г. Повышение коэффициента извлечения вязких нефтей термоциклическим воздействием. / Д.Г. Антониади // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Тюмень. — 1996. — 166 с.

4. Энергетическая стратегия Росси на период до 2030 г. Утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 13 ноября 2009 г. № 1715-р

5. Хайруллин А. А., Смуляров Д. С. Применение современных тепловых методов для повышения нефтеотдачи // Новые технологии – нефтегазовому региону 2015. 170-173 с.