Опыт внедрения методов увеличения нефтеотдачи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Иркутский государственный технический университет,

Опыт внедрения методов увеличения нефтеотдачи

Б.Б. Дашижапов

Аннотация

нефть нефтедобыча пласт промышленность

Рассмотрено состояние нефтедобычи в СССР и в России. Изучены методы увеличения нефтедобычи, применяемые в нефтяной промышленности 1990-х годов. Поднята проблема неполного извлечения нефти из пластов, низкого показателя коэффициента извлечения нефти (КИН). Дано решение проблемы применения третичных МУН (механизмы увеличения нефтеотдачи), а также новых методов увеличения нефтеотдачи пластов.

Ключевые слова: месторождение; нефтеотдача; коэффициент извлечения нефти; трудноизвлекаемые запасы; методы увеличения нефтеотдачи; третичные МУН.

Annotation

EXPERIENCE OF IMPLEMENTATION OF ENHANCED OIL RECOVERY METHODS

B. Dashizhapov Irkutsk State Technical University,

The article analyzes oil production in USSR and Russia, studies enhanced oil recovery methods applied in oil industry in 90s, raises the point of partial extraction of oil from beds and low ratio of oil extraction factor. The author proposes the solution to the problem: application of tertiary enhanced oil recovery methods and new enhanced oil recovery methods of beds.

Keywords: deposit, oil recovery, oil extraction factor, reserves difficult to recover, enhanced oil recovery methods, tertiary enhanced oil recovery methods

Основная часть

В настоящее время в Российской Федерации долгосрочные прогнозы социально-экономического развития строятся в основном на экспорте углеводородного сырья. Все три сценария социально-экономического развития РФ до 2030 года (консервативный, инновационный и целевой/форсированный предполагают умеренный рост цен на нефть и другие ресурсы в среднем на один процент в год, - сообщил Д. Медведев. Данная программа ляжет в основу формирования долгосрочной бюджетной стратегии, а также федеральных и региональных программ на два десятилетия.

В мировой практике при оценке состояния и перспектив развития нефтяной промышленности особо отмечаются истощение месторождений и снижение объема прироста запасов. В данных условиях в большинстве развитых стран все большее внимание уделяется проблеме увеличения коэффициента извлечения нефти (КИН) из месторождений как разрабатываемых, так и вновь вводимых.

КИН - нефтеотдача, отношение величины извлекаемых к величине геологических запасов.

В зависимости от многочисленных факторов варьируется от 9 до 75 %.

Проблема увеличения нефтеотдачи интересует не только нашу страну, но и все государства ОПЕК (организамция стран -- экспортёров немфти, англ. - The Organization of the Petroleum Exporting Countries; сокращённо ОПЕмК., англ. OPEC) По данным зарубежной печати [1], сейчас средний проектный КИН в мире составляет около 30 %, а по месторождениям США - около 39 %. Многие специалисты считают, что в недалеком будущем величина нефтеотдачи может быть в пределах 50-60 % и даже 70 %.По данным ОАО «ВНИИнефть им. академика А.П. Крылова» величина КИН в нашей стране характеризуется графиком (рис. 1). Наблюдается постоянный рост доли трудноизвлекаемых запасов и снижение нефтеотдачи месторождений.

В 1970-х годах появляется термин «трудноизвлекаемые запасы», к которым относились запасы нефти, находящиеся в низкопроницаемых коллекторах; нефти с высокой вязкостью; запасы в подгазовых зонах.

Также, использование процесса заводнения привело к увеличению запасов в обводненных пластах, при доразработке которых обычные технологии нерентабельны.

Рис. 1 Кривые нефтеотдачи месторождений РФ (составлено С.А. Ждановым)

Перспективы повышения эффективности разработки месторождений связывались с МУН (Enhanced Oil Recovery - EOR). Эти методы называют также третичными. В США и в большинстве нефтедобывающих стран мира под методами увеличения нефтеотдачи понимают группу методов, отличающихся применяемыми рабочими агентами, повышающими эффективность вытеснения нефти.

Рис. 2 Добыча нефти за счет применения МУН (ОАО «ВНИИнефть», С.А. Жданов)

К третичным МУН относят: тепловые методы (паротепловое воздействие на пласт, внутрипластовое горение, вытеснение нефти горячей водой, пароциклические обработки скважин); газовые методы (воздействие на пласт углеводородным газом, двуокисью углерода, азотом и дымовыми газами); химические методы (вытеснение нефти растворами ПАВ и полимеров, пенными системами, кислотами, композициями химических реагентов и щелочными растворами); микробиологические методы.

С конца 1970-х годов проблема увеличения КИН занимала важное место в научно-технической политике отрасли. За последующие десять лет дополнительная добыча нефти в СССР возросла в 3 раза и достигла к 1985 г. 5 млн т. за счет использования МУН. В 1985 г. создан «Межотраслевой научно-технический комплекс «Нефтеотдача», что дало дополнительный толчок для развития технологий и применения методов увеличения нефтеотдачи. В относительно небольшой промежуток времени были начаты новые или расширены ранее начатые работы по применению новых технологий тепловых, газовых и физико-химических методов. И как результат с 1986 по 1990 гг. добыча нефти за счет применения третичных МУН в стране возросла 2 раза с 6 млн т/год до 12 млн т/год (рис. 2).

Тепловые, газовые и химические методы были применены на 327 участках 150 месторождений страны (табл. 1, по данным «ВНИИнефть»). Общий запас нефти месторождений, вовлеченных под применение МУН, составил 5 млрд т. Данные проекты обеспечили дополнительный прирост в объеме 250 млн т. Россия получила уникальный опыт применения третичных методов в различных геолого-физических условиях (табл. 2, по данным «ВНИИнефть»).

Таблица 1

Применение МУН (1991 г.)

Таблица 2

Геолого-физические свойства пластов, в которых применялись МУН

По данным Д.А. Крянева, С.А. Жданова [1] переход нефтяной промышленности на новую систему хозяйствования привел к дестабилизации механизмов стимулирования увеличения КИН, уменьшению активности научных исследований и объемов применения МУН, а также - к обострению тревожной тенденции постоянного снижения коэффициента нефтеотдачи.

Для изменения складывающейся ситуации ЦКР Роснедра и ГКЗ уже с конца 1990-х годов стали уделять особое внимание рассмотрению в проектных документах и ТЭО КИН применения новых технологий, которые должны обеспечить эффективный ввод в разработку с более высокими коэффициентами извлечения нефти трудноизвлекаемых запасов. Результатом реализации новых требований стали сотни миллионов тонн извлекаемых запасов, увеличение проектного коэффициента до 38 %.

Используемые в России новые технологии относились к гидродинамическим методам воздействия на пласт, которые повышают эффективность процесса заводнения. Применение этих методов обусловлено относительной простотой технологий их реализации и имеющимся опытом использования. К числу гидродинамических методов увеличения КИН относятся: циклические заводнения, системные технологии реализации ОПЗ, горизонтальные скважины, гидроразрыв пласта. Следует отметить, что они обеспечивают дополнительное увеличение только при конкретных геолого-физических условиях, при следовании соответствующим технологиям. Годовая добыча за счет этих методов составляет 50-60 млн тонн.

Добыча с применением МУН находится на уровне 1 млн т/год. Вместе с тем, мировой опыт показывает, что добиться значительного повышения КИН из пластов можно на основе известных сейчас третичных МУН и принципиально новых методов нефтеизвлечения.

Посмотрим на зарубежный опыт. Есть сведения о 1391 проекте [3] применения методов увеличения нефтеотдачи в мире, в том числе: тепловое воздействие на пласт - 587, физико-химический - 433 и газовый метод - 371. Добыча за счет применения третичных методов в мире составляет 120-130 млн т./год.

В США [4] на начало 2010 г. было 194 проекта, направленных на повышение нефтеотдачи пластов. Доля добычи нефти за счет третичных методов в общей добыче в США составляет около 12 %.

Наблюдается существенный рост числа проектов в США по закачке в пласты СО₂ (с 66 до 109). Внутрипластовое горение: «термогазовый метод», «закачка воздуха высокого давления» - количество проектов по данному методу увеличилось с 7 до 12, общая добыча составляет 0,8 млн т/год. При этом реализуемые проекты с применением третичных МУН в США операторы оценивают как рентабельные.

Как уже говорилось, в России объемы применения третичных методов увеличения нефтедобычи незначительны. В стране действуют единичные достаточно крупные проекты с применением третичных методов: тепловое воздействие на пласт применяется на Усинском, Ярегском, Харьягинском, Катангли, Ашальгинском месторождениях; закачка углеводородного газа - на Восточно-Перевальном.

Мировой опыт отражает возможность увеличения КИН за счет применения МУН: тепловой - на 15-20 %, газовый - на 5-10 % и физико-химический метод - на 3-8 %.

В последнее время появились обнадеживающие факторы для возможности решения рассматриваемой проблемы.

Руководство страны отметило, что весьма озабочено состоянием полноты нефтеизвлечения, Министерство природных ресурсов и экологии РФ, Министерство энергетики РФ и другие государственные органы проводят мероприятия и принимают решения по проблеме увеличения КИН трудноизвлекаемых запасов. А также, нефтяные компании такие, как ЛУКОЙЛ, Татнефть, РИТЭК проявляют некоторую активность, подготовив новые проектные работы по применению третичных методов на своих месторождениях.

Следует отметить, решение проблемы более полного извлечения нефти из пластов нуждается в научно-техническом сопровождении. К сожалению, отраслевая, вузовская и академическая науки в последние годы находятся не на высоком уровне в этой области. Есть надежда, что научные исследования примут положительное направление по решению данной проблемы так же, как государственные органы и нефтяные компании.

Оценки экспертов показывают, что при благоприятных условиях к 2020 г. извлекаемые запасы страны могут быть приращены на 2-4 млрд т с годовой дополнительной добычей в 30-60 млн т за счет промышленного применения методов увеличения нефтеотдачи.

Библиографический список

1. Крянев Д.А., Жданов С.А. Применение методов увеличения нефтеотдачи пластов // Бурение и Нефть. №2. 2011.

2. Конопляник А.А. Россия на формирующемся евроазиатском энергетическом пространстве: проблемы конкурентоспособности. М.: ООО "Нестор Академик Паблишерз", 2004.

3. Сургучев Л.М. Увеличение нефтеотдачи пластов: статус и перспективы: материалы II Международного научного симпозиума. М. 2009. С. 62-69.

4. Oil and Gas Journal. 2010. Аpril 19. № 14. Р. 41-53.

Размещено на Allbest.ru