СНИЖЕНИЕ ОБВОДНЕННОСТИ СКВАЖИН С ПОМОЩЬЮ ПОТОКООТКЛОНЯЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ НА ПРИМЕРЕ ВАНКОРСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Бахшян Н. А.

Аспирант, Сибирский федеральный университет

СНИЖЕНИЕ ОБВОДНЕННОСТИ СКВАЖИН С ПОМОЩЬЮ ПОТОКООТКЛОНЯЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ НА ПРИМЕРЕ ВАНКОРСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Аннотация

Целью работы является анализ наиболее подходящих для данных условий методов повышения эффективности разработки нефтяных месторождений, применительно к условиям текущего состояния разработки объекта Як-III-VII Ванкорского месторождения. В работе изложен краткий обзор различных групп составов и технологий, применяемых для увеличения охвата продуктивного пласта заводнением и на их основе  разработана матрица применимости потокоотклоняющих технологий, согласно которой производится выбор и обоснование первоочередной базовой потокоотклоняющей технологии на основе полимеров акриламида для  объекта Як-III-VII. На основе анализа данных трассерных исследований и ПГИ выявлен преобладающий механизм (маршрут) обводнения продукции добывающих скважин закачиваемой водой, приводится алгоритм дизайна размещения полимер-гелевых составов для эффективной изоляции каналов фильтрации воды.

Ключевые слова: обводненность, потокоотклоняющие технологии, полимерное заводнение.

Bakhshyan N.A.

Postgraduate student, Siberian Federal University

THE REDUCTION OF WATER CONTENT OF WELLS WITH FLOW DIVERTER TECHNOLOGY ON THE EXAMPLE OF VANKOR FIELD

Abstract

The aim of this work is to analyze the most appropriate for the given conditions of methods of increase of efficiency of development of oil fields, as applied to the current state of development of the object of the Yak-III-VII in the Vankor field. The paper presents a brief overview of the different groups of compounds and technologies used to increase the coverage of the productive formation is evaluated and based on them developed the applicability matrix of water control technologies under which the selection and justification of the priority base flow deviation technologies based on polymers of acrylamide for the object of the Yak-III-VII. On the basis of data analysis of tracer studies and PIP identified the predominant mechanism (route) of water cut in production wells the injected water, an algorithm to design placement of the polymer-gel formulations for effective isolation of the channels filtering the water.

Keywords: water cut, flow diverting technology, polymer flooding.

Повышение нефтеотдачи пластов – увеличение степени извлечения нефти из недр – в настоящее время и ближайшее десятилетие является одной из главных проблем энергообеспечения страны. Эффективность известных методов нефтеизвлечения обеспечивает конечный коэффициент нефтеотдачи в пределах 0.25-0.45, что нельзя назвать приемлемым для высокоразвитой в технологическом отношении страны. Остаточные запасы, или не извлекаемые существующими промышленно освоенными методами разработки, достигают примерно 55-75 % от первоначальных геологических запасов нефти в недрах, и представляют собой большой резерв увеличения извлекаемых ресурсов с применением методов повышения нефтеотдачи пластов.

Большинство месторождений на территории Российской Федерации  в настоящее время находятся на второй – третьей стадиях  разработки, которые характеризуются  высокой обводненностью скважинной продукции, обусловленной значительной выработкой запасов. Запасы нефти, не вовлечённые в разработку, относятся к трудноизвлекаемым, что определяется такими факторами как низкая проницаемость коллектора и высокая послойная неоднородность по разрезу продуктивного пласта (переслаивание тонких нефтенасыщенных и плотных пропластков). Геолого-промысловый анализ показывает, что в результате  интенсивного процесса образования техногенной трещиноватости, возникает неконтролируемая и непроизводительная циркуляция жидкости, что и является одной из причин преждевременного обводнения добывающих скважин, а также способствует образованию не вовлеченных в разработку зон[7].

В связи с этим, повышение степени извлечения нефти из недр разрабатываемых месторождений за счет прогрессивных методов воздействия на пласты, является важной народнохозяйственной задачей. Установление новых принципов разработки, учитывающих динамику явлений в коллекторах, подверженных интенсивному трещинообразованию, поможет инженерам и геологам при решении различных задач разработки месторождении. Очевидно, что использование методик разработки объектов, созданных для обычных поровых коллекторов, является недостаточным в данных геологических условиях. Поэтому  тема исследований, посвященная проблеме повышения эффективности разработки нефтяных месторождений, является актуальной.

Краткая характеристика пластов Ванкорского месторождения.

На настоящий момент основным объектом разработки Ванкорского месторождения  является объект Як-III-VII, обладающий терригенным типом коллектора, имеющий сравнительно высокое  среднее значение проницаемости (480 мД), невысокую пластовую температуру (30-34 °С), повышенную вязкость нефти в пластовых условиях (8,9 сПз). Пластовая вода характеризуется низким значением минерализации (до 15 г/л, содержание ионов кальция не более 1,0 %)[1]. Данные особенности геолого-физического строения позволяют рекомендовать достаточно большой спектр технологий физико-химического воздействия (таблица 1.1).

 

Таблица 1.1 - Сводная информация по месторождениям, где осуществлялось полимерное заводнение в различных вариантах в сравнении с объектом Як-III-VII Ванкорского месторождения

Выбор технологии воздействия на пласт.

Данные особенности геолого-физического строения пласта позволяют рекомендовать для увеличения нефтеотдачи достаточно большой спектр технологий физико-химического воздействия. Учитывая, что разработка объекта производится горизонтальными и наклонно-вертикальными скважинами, а технологии ФХ МУН на объекте еще не применялись, для первых опытно-промысловых работ необходимо применять такие  технологии и составы воздействия на пласт, которые представляют собой однородные системы, не содержащие дисперсных частиц и  не способные  подвергаться гравитационному и седиментационному разделению в горизонтальном стволе скважин. В этом плане в первую очередь необходимо рассмотреть технологии полимерного воздействия и его разновидности (гелеполимерное, ВУС-полимерное воздействие), по которым имеется большой опыт  положительного применения как зарубежными, так и российскими нефтяными компаниями[2]. В связи с повышенной обводненостью пласта Як-III-VII, необходимо для эффективной добычи уменьшить данный фактор, который влияет на конечное нефтеизвлечение (таблица 1.2).

На текущий момент существуют множества методов для борьбы с обводненностью. Учитывая опыт мировых и российских компаний в данном аспекте, самыми эффективными методами повышения охвата заводнением за счет регулирования подвижности нагнетаемой воды являются  потокоотклоняющие технологии и полимерное заводнение пласта[3].

Рассмотрим потокоотклоняющие технологии. Для эффективной реализации данной технологии,  большое значение имеет правильный выбор скважин кандидатов, отбираемых по следующим критериям[5]:

• высокий коэффициент обводненности добываемой продукции скважин;
• сильное отставание отбора извлекаемых запасов от текущей обводненности;
• наличие значительных остаточных запасов нефти, недостаточно эффективно разрабатываемых методом заводнения;
• высокое среднее значение текущей нефтенасыщенной толщины.

 

Таблица 1.2 – Критерии применимости потокоотклоняющих технологий

Характеристика	Реком. интервал	Ср. знач. для Як-III-VII
Пластовая температура, °С	<120	34
Вязкость пластовой нефти, мПа∙с	<500	8,9
Средняя проницаемость, мД	>20	480
Послойная неоднородность k1/k2*	>4	9,4
Расчлененность Kр	>2	12,2
Обводненность-отбор НИЗ, пункт %	>10	44
Обводненность, %	>70	68
Компенсация, %	~100	87

Потокоотклоняющие технологии относятся к физико-химическим методам увеличения нефтеотдачи. Работы по выравниванию профиля приемистости, иначе говоря, расхода вытесняющего агента, в нагнетательных скважинах направлены на регулирование процесса разработки нефтяных залежей. Главные цели выравнивания - увеличение охвата пласта заводнением по толщине, перераспределение объемов закачки между пластами и пропластками при одновременном воздействии на них вытесняющим агентом. Перед процессом проводят комплекс гидродинамических и геофизичеких исследований, в том числе с применением индикаторов. Для ограничения либо полного отключения воздействия вытесняющего агента на отдельные интервалы пласта или пропластка по толщине, обработки проводят с применением временно изолирующих материалов. Это могут быть суспензии или эмульсии, осадкообразующие растворы, гелеобразующие или твердеющие материалы на органической или неорганической основе, в том числе водные растворы .Во всех случаях должна быть предусмотрена возможность восстановления первичной, до обработки, приемистости обрабатываемого интервала пласта. В случае необходимости проводят работы по восстановлению и повышению приемистости слабопроницаемых пропластов.

Суть метода: для изменения направления фильтрационных потоков путем закачки водоизолирующих составов в высокопроницаемые промытые зоны с целью их изоляции и образования водонепроницаемого экрана, тем самым направляют потоки в низко проницаемые пропластки.

Главная цель на данном этапе -  изоляция водонасыщенной трещины специальным химическим веществом – гелантом. Это достигается путем продавки геланта в матрицу по трещине и размещение геланта в водопромытую часть матрицы с   последующей сшивкой. После процессов сшивания геланта, образовавшийся гель изолирует  эту часть. И это приводит к увеличению охвата заводнением.

Движение жидкости по объекту, вероятнее всего, осуществляется по разветвленной сети трещин с линейным характером фильтрации закачиваемой воды. Подтверждающим фактом являются результаты трассерных исследований по очагам скважин А, Б [4], В, Г [6], которые показывают, что значения проницаемостей, рассчитанных из скоростей прихода индикатора, варьируются в широком интервале и достигают значений в 388 мкм², что на несколько порядков превышает проектное значение проницаемости 0,471 мкм², т.е. выявленные каналы фильтрации относятся к развитым трещиноватым системам высокопроницаемых каналов (рисунок 1.1).

Второй этап включает в себя непосредственное воздействие на матрицу. После того как мы изолировали трещины, можно начинать процессы увеличения вязкости воды. Это достигается путем полимерного заводнения. Тем самым мы выравниваем фронт вытеснения с проникновением полимера в низкопроницаемый интервал. И дальнейшее вытеснение нефти будет происходить из плохо дренируемых областей, так как, увеличивая вязкость вытесняющего агента, мы увеличиваем коэффициент охвата.

 

Рисунок 1.1 - Схема размещения геланта

  Технико-экономическое обоснование применения технологии.

Оценку экономической эффективности от применения потокоотклоняющей технологии осуществляли по следующей формуле:

Э=ΔQн (Цн – Су – Н) – ЗМУН,

где Э - экономический эффект, руб.;

DQн - фактически дополнительно добытая нефть, т;

Цн - средняя цена реализации 1 т нефти, руб./т;

Су - условно-переменная часть себестоимости добычи 1 т нефти;

Н - налог на 1 т добываемой нефти;

ЗМУН - затраты на внедрение, руб.

В свою очередь, затраты на внедрение рассчитываются по формуле: ЗМУН = Цр*mр + Цдост + Цобр, где Цр* - стоимость 1 т товарной формы реагента, руб. mр – масса товарной формы реагента на обработку, т Цдост – стоимость доставки Цобр, - стоимость проведения обработки.

Цена реализации нефти принята равной 8373,6 руб. за 1 т нефти (без НДС). Себестоимость добычи 1 т нефти – 1529,26 руб. Условно-переменная часть себестоимости принята в размере 25 % от себестоимости, налог на 1 т добываемой нефти составляет 4040,9 руб. Затраты на внедрение в пересчете на стоимость закачки 1 м³ ГПС составляют 1200 руб./ м³.

Суммарная ожидаемая дополнительная добыча нефти от 5 скважино-обработок (за исключением резервного участка) составит 8,2 тыс.т. Экономический эффект от обработки составит 16,2 млн. руб. Сводные результаты расчета по участкам приведены в таблице 1.3.

 

Таблица 1.3 - Сводные результаты прогноза дополнительной добычи по участкам применения потокоотклоняющих технологий объекта Як-III-VII Ванкорского месторождения

№ участка	Наг. скв.	Объем закачки, м3	Прогноз дополнительной добычи нефти, т	Экономический эффект, млн. руб.
1	379, 380	3000+2200	3622	8,068
2	556	2500	1488	2,720
3	313	3000	1554	2,539
4	338	2800	1582	2,890
Резервный	326	2700	1548	2,875

  Выводы.

1. Изучены наиболее перспективные механизмы борьбы с обводненностью.
2. Проанализирован огромный опыт, как мировых, так и российских компаний применяющих успешно данные технологии при положительной технологической эффективности на протяжении многих лет. Для прогноза результатов показателей дополнительной  добычи нефти и уменьшения обводнения, сравнивались месторождения схожие по геолого-физическим условиям пласта с Ванкорским месторождением.
3. При проведении технико-экономических расчетов, было определено, что целесообразным представляется проведение ОПИ технологии с применением сшитых полимерных систем в малообъемном варианте, с последующим проектированием гелеполимерного циклического заводнения с учетом полученных от ОПИ результатов.
4. Была выбрана методика разработки, предполагающая комбинированный подход в использовании на первом этапе потокоотклоняющих технологий, а на втором этапе - полимерное заводнение.

Литература

1. Дополнение к Технологической схеме разработки Ванкорского месторождения, 2009. – С. 20-26
2. Исмагилов Т.А. Применение потокоотклоняющих технологий с учетом механизма обводнения продукции скважин. // Нефтяное хозяйство. – 2015. – № 11. – С. 56-59.
3. Итоговый отчет по трассерным исследованиям фильтрационных потоков пласта Як-III-VII Ванкорского месторождения, ООО «Сиам Мастер», 2015. – С. 5-11
4. Лысенко В.Д. Теория разработки нефтяных месторождений. Теория и практика. – М.: Недра, 1996. – С. 76-83
5. Стрижнев К.В., Громан А.А., Кузьмин М.И. Румянцева Е.А. Обоснование и разработка технологии полимерного заводнения в слоисто-неоднородном пласте для повышения эффективности извлечения запасов. // Нефтяное хозяйство. – 2011. – № 12. – С. 34-37.
6. Трассерные исследования фильтрационных потоков пласта Як3-7 Ванкорского месторождения (район нагнетательных скважин), отчет ООО «Сиам Мастер», 2014 г. – С. 7-12
7. Трассерные исследования фильтрационных потоков пласта Як3-7 Ванкорского месторождения в районе нагнетательных скважин ,отчет ООО «Сиам Мастер», 2015 г. – С. 10-14

References

1. Dopolnenie k Tehnologicheskoj sheme razrabotki Vankorskogo mestorozhdenija, 2009. – S. 20-26
2. Ismagilov T.A. Primenenie potokootklonjajushhih tehnologij s uchetom mehanizma obvodnenija produkcii skvazhin. // Neftjanoe hozjajstvo. – 2015. – № 11. – S. 56-59.
3. Itogovyj otchet po trassernym issledovanijam fil'tracionnyh potokov plasta Jak-III-VII Vankorskogo mestorozhdenija, OOO «Siam Master», 2015. – S. 5-11
4. Lysenko V.D. Teorija razrabotki neftjanyh mestorozhdenij. Teorija i praktika. – M.: Nedra, 1996. – S. 76-83
5. Strizhnev K.V., Groman A.A., Kuz'min M.I. Rumjanceva E.A. Obosnovanie i razrabotka tehnologii polimernogo zavodnenija v sloisto-neodnorodnom plaste dlja povyshenija jeffektivnosti izvlechenija zapasov. // Neftjanoe hozjajstvo. – 2011. – № 12. – S. 34-37.
6. Trassernye issledovanija fil'tracionnyh potokov plasta Jak3-7 Vankorskogo mestorozhdenija (rajon nagnetatel'nyh skvazhin), otchet OOO «Siam Master», 2014 g. – S. 7-12
7. Trassernye issledovanija fil'tracionnyh potokov plasta Jak3-7 Vankorskogo mestorozhdenija v rajone nagnetatel'nyh skvazhin ,otchet OOO «Siam Master», 2015 g. – S. 10-14