gototopgototop

УДК 55

Перспективы применения технологии внутрипластового горения для извлечения запасов нефти на начальных стадиях разработки залежей нефти

Балин Иван Владимирович – студент-аспирант кафедры Разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений Тюменского индустриального университета.

Аннотация: Была разработана обзорная статья по тематике дальнейшего исследования. В статье приведена причина актуальности данного исследования, кратко описана суть технологии внутрипластового горения, представлены данные о зарубежном и отечественном опытах применения исследуемой технологии. В виде нескольких целей, намечены планы для дальнейшей работы по исследованию применимости и рентабельности применения внутрипластового горения в промышленных условиях на месторождениях России (в частности, на разработке ТРИЗ месторождений Западной Сибири).

Ключевые слова: Внутрипластовое горение, баженовская свита, нефтеносный сланец, тяжелая нефть, легкая нефть, трещиноватость.

Актуальность данного исследования состоит в том, что, исходя из проблемы истощения традиционных запасов нефти на российских месторождениях, существует необходимость «идти на тяжелую нефть». В связи с этим, огромный интерес для промышленного освоения в ближайшее время представляют битуминозные глинистые и кремнисто-глинистые отложения верхней юры и низов мела (баженовская свита).

Однако разработка таких отложений традиционными методами встретилась со значительными трудностями, схема разработки таких залежей традиционными методами так и не была освоена, несмотря на более чем 40 летнюю историю исследования и опытно-промышленной разработки.

Суть технологии состоит в создании в пласте очага частичного сгорания углеводородов с выделением большого количества тепла [1, c. 128]. Для создания такого очага осуществляют зажигание пласта в призабойной зоне нагнетательной скважины, а затем, после поджига и извлечения зажигательного оборудования, с поверхности в пласт через нагнетательную скважину закачивают окислитель:

  • воздух;
  • воздух, обогащённый кислородом;
  • чистый кислород;
  • воздух с водой, часто попеременно;
  • кислород с водой;
  • воздух, кислород и вода [3, c. 118].

Процесс извлечения нефти с применением технологий внутрипластового горения подразумевает решение ряда проблем, связанных с инициированием горения, подачей окислителя в пласт, предварительного создания систем трещиноватости в породах и транспортировки на поверхность полезной продукции.

Воздействие на пласт теплом при внутрипластовом горении очень мощное, многообразное и, как показал опыт, достаточно рентабельный промысловый метод повышения нефтеотдачи. С одной стороны, локальное повышение температуры путем искусственного поддержания подземного очага горения в уже истощенном пласте способствует испарению пленочной нефти в горячей зоне и последующей ее конденсации в холодных зонах пласта. При этом в качестве топлива используются тяжелые фракции остаточной пластовой нефти [2, с. 57].

Довольно богатый зарубежный опыт применения исследуемой технологии показывает, что диапазон внутрипластового горения очень широк. Несмотря на то, что в основном процесс ВГ применяется на неглубоко залегающих месторождениях, известны и случаи осуществления такого термовоздействия на значительных глубинах. Рекордная глубина опробования процесса ВГ составляет 3572 м на месторождении Хейделберг. Данный факт указывает нам на то, что нет ничего невозможного для реализации технологии ВГ на залежах баженовской свиты, хоть и разработка наших трудноизвлекаемых запасов будет гораздо более трудным и емким процессом, чем разработка залегающих на относительно небольших глубинах месторождений, например, в США.

Однако стоит отметить, что оптимальная глубина залегания залежей для разработки их методом ВГ, по данным различных опытных разработок, составляет, ориентировочно, 1500 м [4, с. 105].

Также считается, что данный метод применим больше для разработки залежей тяжелой нефти, так как при разработке залежей легкой нефти, сгорает значительная часть легких фракций углеводородного сырья. Но в мире имеется и удачный опыт разработки месторождений легкой нефти с применением метода внутрипластового горения. Для этого применяются разновидности технологии, такие как влажное внутрипластовое горение (ВВГ) и сверхвлажное внутрипластовое горение (СВВГ).

1

Рисунок 1. Состав аналогичного нефтеносного сланца баженовской свиты и формации Грин-Ривер.

Что же касательно зарубежного опыта, достаточно высокие значения нефтеотдачи (в процентах от балансовых запасов) при применении внутрипластового горения (вплоть до 68%) были получены в некоторых проектах в США, Канаде, Румынии:

  • Midway Sunset, CA (CWOD) 52.8;
  • South Belridge, CA (GeneralPetroleum) 56.7;
  • Brea-Olinda, CA (Union) 25.1;
  • Robinson, IL (Marathon) 31.9;
  • Bellevue, LA (Cities) 41.5;
  • Bellevue, LA (Getty) 44.6;
  • May Libby, LA (Sun) 68.0;
  • Heidelberg, MS (Gulf) 22.4;
  • Suplacu de Barcau, Romania (IFP/ICPPG) 47.5 [3, c. 134].

В России на данный момент имеется большой интерес к реализации данной технологии, но слишком мало опытных данных. Хотя стоит отметить, что первый эксперимент по ВГ был проведен в 1934 году на Кубани, на приповерхностном нефтяном Ширванском месторождении. В России этот метод применяет Татнефть при добыче сверхвязкой нефти на Мордово-Карамальском месторождении. «РИТЭК» добывает легкую нефть на Средне-Назымском месторождении.

Анализ возможных перспектив применения метода внутрипластового горения для извлечения нефти из залежей, разработка которых традиционными методами затруднена, представляет неподдельный интерес. В связи с этим, выдвигаю следующие цели и задачи для дальнейшего исследования данного вопроса:

  1. Изучить методики проведения экспериментов по моделированию процессов внутрипластового горения, ознакомиться с результатами опытов.
  2. На основе полученных опытных данных, произвести оценочный расчет для выявления технологической возможности и рентабельности применения исследуемой технологии сухого внутрипластового горения в промышленных условиях.
  3. Проанализировать полученные результаты и попробовать разработать модель процесса в специализированном программном обеспечении.

Результатом запланированных исследований должно стать авторское заключение о возможности и перспективности применения исследуемой технологии массово в промышленных условиях.

Список литературы

  1. Бурже, Жак. Термические методы повышения нефтеотдачи пластов : [Пер. с фр.] / Ж. Бурже, П. Сурио, М. Комбарну; Под общ. ред. В.Ю. Филановского, Э.Э. Шпильрайна. - М. : Недра, 1988. - 421,[1] с. Текст : непосредственный.
  2. Вольф А. А. Особенности инициирования процесса внутрипластового горения в низкопроницаемых керогеносодержащих породах/ А. А. Вольф, А. А. Петров // Нефтяное хозяйство. – 2006. – № 4. – С. 56-58.
  3. Создание отечественного термогидросимулятора – необходимый этап освоения нетрадиционных залежей углеводородов России / В.Б. Бетелин, В.А. Юдин, И.В. Афанаскин [и др.]. – М.: ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, 2015. – 206 с. – Текст: непосредственный.
  4. Теплоёмкость и теплопроводность пород и флюидов баженовской свиты – исходные данные для численного моделирования тепловых способов разработки / В.А. Юдин, А.В. Королёв, И.В. Афанаскин, С.Г. Вольпин. – М.: ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, 2015. – 225 с. – Текст: непосредственный.

Интересная статья? Поделись ей с другими:

Внимание, откроется в новом окне. PDFПечатьE-mail