На протяжении последних 20 лет прослеживается тенденция к увеличению практически в четыре раза выработанности месторождений, поэтому такая задача, как повышение нефтеотдачи, является первоочередной для топливно-энергетического комплекса.

Ведущие специалисты в этой области, а также представители многих предприятий, работающие с ее продукцией, являются участниками международной выставки «Нефтегаз».

Среди многих вопросов, рассматриваемых на подобных конференциях, владельцев крупных нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятий стабильно интересует повышение нефтеотдачи пластов компании.

Нефтеотдачей называют отношение количества нефти, которую уже извлекли из запасов пласта, к тому, которое существовало до начала разработки. Существует текущая и конечная нефтеотдача.

Конечная – зависимость конечного общего количества нефти от первоначально доступных залежей.

Текущая – отношение количества извлечённой на данный момент разработки пласта нефти к первоначальным геологическим запасам.

Нефтеотдача зависит от большого числа факторов:

  • объема закачанной в пласт воды во время проведения заводнения;

  • соотношения количества пор в пласте набранной жидкости;

  • обводнённости конечного продукта;

  • времени, в соответствии с которым проводятся замеры.

Существует два пути регенерации базы сырья: обнаружение, разведка, разработка новых месторождений или повышение нефтеотдачи пласта на уже освоенных и запущенных в разработку месторождениях.

На сегодняшний день первый способ связан с куда большими затратами, особенно если учесть, что еще неразведанные месторождения находятся в основном в труднодоступных районах вечной мерзлоты или морских шельфов. Это и является причиной разработок и развития новых современных технологий нефтедобычи, которые позволяют поднять показатель нефтеотдачи уже разрабатываемых залежей, где уже нет возможности извлекать нефть традиционными методами.

Классификация способов улучшения нефтеотдачи пластов

Все чаще используются современные интегрированные методы повышения нефтеотдачи, обеспечивающие синергетический эффект при разработке новых и модернизации уже существующих месторождений нефти.

Гидродинамические методы повышения нефтеотдачи, набор процедур для увеличения интенсивности притока продукта в скважине и различные их комбинации:

  1. Гидравлический разрыв пласта – технология, позволяющая создать высокопроводимую трещину в целевом пласте под давлением жидкости, которая на него подается с целью обеспечить приток к забою скважины нефти, газа, конденсированной воды или смеси этих веществ. Такая процедура повышает дебит скважины и снижает депрессию.

  2. Газодинамический разрыв пласта – метод схожий с гидравлическим. Выполняется закачиванием и сжиганием в скважине на территории продуктивного пласта жидких горюче-окислительных составов. Это происходит с целью формирования в его толще трещин под действием высокого давления газообразных продуктов, которые возникают при срабатывании порохового генератора давления. Он, в свою очередь, запускает процесс реакции минерального окислителя с органическим горючим.

  3. Щелевая разгрузка прискважинной зоны продуктивного пласта также основана на повышении отдачи продуктивного пласта. Заключается в создании двух вертикальных диаметрально противоположных щелей. Обеспечивает надежную гидродинамическую связь скважины с пластом, понижает уровень напряжений, увеличивает проницаемость пород в области рядом со скважиной и позволяет расширить размеры зоны фильтрации.

  4. Реагентная обработка скважин обеспечивает повышение нефтеотдачи пластов физико-химическими методами. С ее помощью осуществляется стимуляция роста показателей дебита продуктивного пласта, удаление кольматирующих новообразований и активизация негерметичности горных пород вокруг пласта. Состоит в последовательной закачке в пласт технологических растворов с кислой, нейтральной и щелочной средой для раскупорки пор вне зависимости от того, природные или антропогенные причины их образования.

  5. Технология акустической обработки скважин. При взаимодействии акустической волны частотой 20 КГц с фазами горных пород можно получить увеличение их проницаемости, разрушение отложений минеральных солей и снижение вязкости нефти. Это улучшает нефтеотдачу, перестраивая связи структурного каркаса высокомолекулярных углеводородов.

Также такие способы повышения нефтеотдачи включают в себя:

  • технологию электрогидравлической обработки скважин;

  • азотно-импульсную обработку;

  • объемное волновое воздействие на месторождение;

  • виброволновое воздействие на породы продуктивного пласта;

  • технологию электрической обработки скважин;

  • реагентно-гидроимпульсно-виброструйная обработка.

Повышение нефтеотдачи пластов с помощью микроорганизмов осуществляется за счет введения в пласт бактериальной продукции или ее образования непосредственно в нефтяном пласте.

Повышение нефтеотдачи пластов с помощью микроорганизмов является невероятно удобным и эффективным по целому ряду причин:

  • микроорганизмы обладают способностью к синтезации различных биологически активных веществ, снижающих вязкость и повышающих нефтеотдачу;

  • особые виды бактерий, обитающие в нефтеносных пластах, могут способствовать извлечению иначе недоступной для выработки нефти;

  • обладают возможностью селективно повышать эффективность охвата нефтеносного пласта, заменяя стандартные вытесняющие агенты, которыми обычно являются вода или азот, а также теми, что вырабатываются самими бактериями;

  • процессы переработки и усвоения различными видами бактерий углеводородов позволяют получить продукты меньшей молекулярной массы – сырье для химической и нефтехимической промышленности.

Физико-химические способы повышения нефтеотдачи пластов являются наиболее популярными и продуктивными в развитии.

Научно-исследовательскими институтами отрасли разработано, испытано и сдано более 60 технологий, направленных на повышение нефтеотдачи пластов физико-химическими методами и на вытеснение нефти разнообразными составами, растворами и соединениями:

  • водой и растворами поверхностно-активных веществ;

  • пенными системами;

  • растворами полимеров;

  • щелочными растворами;

  • композициями химических реагентов – мицеллярными, мицеллярно-полимерными растворами;

  • растворителями.

Современное состояние и перспективы дальнейшего развития нефтяной и газовой промышленности характеризуются переходом на интенсивные методы разработки месторождений.

Постоянно разрабатываются новые методы, основанные на усовершенствовании влияния на пласты, увеличивая применение, физико-химических и газовых методов воздействия.

Ознакомиться с опытом отечественных и зарубежных компаний топливно-энергетического комплекса в этом направлении, а также во многих других возможно на выставке, организованной ЦВК «Экспоцентр», «Нефтегаз».

Примеры физико-химических способов повышения нефтеотдачи пластов

Извлечение нефтересурсов из пластов при помощи задействования современных, промышленных и освоенных технологий в нынешнем положении оценивается как неудовлетворительное.

В то же время потребность в нефтепродуктах увеличивается во всех странах с каждым годом. В среднем нефтеотдача  пластов колеблется в пределах 25-40%.

Научные организации данного сегмента разработали, испытали и ввели в эксплуатацию больше шести десятков методов, которые предполагает использование физико-химического воздействия. Среди них выделяют и ГРП – гидравлический разрыв пласта. Его влияние распространяется на призабойную зону месторождений и приводит к повышению процессов нефтеотдачи.

Эффект от ГРП сохраняется на протяжении от 3 до 5 лет, а коэффициентный показатель успешности достигает 85%.

Физико-химические способы повышения нефтеотдачи пластов с использованием полимеров

Физико-химические способы повышения нефтеотдачи пластов также основываются на полимерном заводнении.

Полимерная композиция, сочетающаяся с разнообразными реагентами, способна значительно расширить область, на которую распространяется использование методики.

Но все же главное назначение полимеров в нефтеодачи пластов – выравнивать продуктивные залежи и расширять охватываемые зоны во время запуска заводнения.

Использование полимеров происходит по следующим технологиям:

  • цикличное воздействие с выведением полимерсодержащих поверхностно-активных систем на продуктивный пласт;

  • заводнение применяется в зонах, которые находятся на начальных стадиях разработки, а нефть там отличается высокой вязкостью;

  • сочетание гелеобразующих полимерных систем с реагентами интенсифицирования, которые в комплексе осуществляют влияние на пласты, находящиеся на поздних стадиях разработки;

  • использование вязкоупругих составов (ВУС), выравнивающих профиль при добыче нефти;

  • цикличное заводнение, в котором применяется раствор сшитого полиакриламида;

  • воздействие углекислотой, закачиваемой в пласты;

  • заводнение с применением щелочно-полимерных средств.

Вязкоупругие составы, как один из способов повышения нефтеотдачи пластов

Одна из наиболее эффективных технологий – ВУС. Она способствует выравниванию проницаемости и дает возможность увеличить охват пласта и сократить темп обводнения добываемого ресурса.

Среди модифицированных методов выделяют влияние полимер-дисперсной системы (ПДС), основанной на глиняных суспензиях (ПАА), на продуктивную обводненную залежь. Она дает возможность повысить нефтеотдачу на поздних стадиях разработки, на которых использование традиционных технологий малоэффективно.

При щелочном заводнении начинают образовываться высокостойкие эмульсии с водонефтяной консистенцией и повышенной вязкостью. Такой метод эффективен, если его использовать с нефтью повышенной вязкости на неоднородном пласте.

Также при завершающих этапах добычи нефтересурсов необходимо ограничивать приток закачиваемой и пластовой воды. При решении этих задач внедряются ремонтно-изоляционные работы, приводящие к уменьшению обводненности продукта и увеличению пластового охвата.

Внедрение физико-химических способов – одно из самых перспективных решений, способных улучшить функционирование процессов, проходящих на месторождениях, и повысить уровень нефтеотдачи.

Классификация нефтеотдачи пластов

На сегодняшний день большая часть мировых залежей углеводородов обрабатывается недостаточно эффективно. Средний показатель нефтеотдачи составляет около 30%.

Ориентируясь на тенденцию увеличения спроса на энергоресурсы и другие продукты, изготавливаемые из такого сырья, современные добывающие компании уделяют максимум внимания увеличению данного показателя.

Повышение нефтеотдачи пластов компании востребовано не только в России, но также и в других странах, в частности, входящих в состав ОПЭК.

Причины низких показателей нефтеотдачи – это не только применение устаревших технологий, но также и естественная выработка запасов. Для извлечения остаточных залежей требуется разрабатывать и вводить в эксплуатацию новые МУН. Использование более современных методов увеличения нефтеотдачи позволяют увеличить экономическую эффективность добычи.

Одно месторождение за время своей разработки проходит три этапа:

  1. Начальный. Добыча происходит за счет естественных процессов в залежи – использования энергии упругости, газов, вод и гравитации.

  2. Вторичный. Для поддержания показателя нефтеотдачи применяется закачка воды или газа.

  3. Завершающий. В зависимости от особенностей конкретного пласта для поддержания необходимого давления используются различные МУН.

Эффективно воздействовать на залежи можно путем сбора энергоресурса в заводненных или насыщенных газом частях месторождения, а также в слабопроницаемых слоях и конкретных линзах и зонах, не подверженных дренированию в период начальной добычи.

Каждый из методов, направленный на повышение нефтеотдачи пластов компании, может воздействовать только на конкретную причину, определяющую состояние источника.

Существует несколько распространенных методов:

  1. Тепловые. Инициация горения внутри пласта, использование пара для циклического  и постоянного воздействия, а также подъем нефти, вытесненной подогретой жидкостью.

  2. Газовые. Интегрирование в пласт воздуха CO2, N, а также дымовых газов и ШФЛУ.

  3. Химические. Применение растворов щелочей, кислот, полимеров для вытеснения нефти, а также микробиологическая стимуляция.

  4. Гидродинамические. Барьерные, этапно-термические и циклические заводнения, скоростная откачка жидкостей.

Наиболее эффективным считается применение нескольких способов одновременно с особыми условиями комбинирования.

Кроме того, существуют еще физические методы, используемые для временного повышения коэффициента нефтеотдачи. К этой категории относятся гидроразрывы, бурения горизонтальных скважин, электромагнитное и волновое влияние.

В целом совокупность различных методов повышения добычи требует применения существенного количества специфической технологической оснастки.

Для того чтобы получить знания и средства, которые помогут эффективно стимулировать повышение нефтеотдачи пластов компании, правильным решением будет посещение выставки «Нефтегаз» от ЦВК «Экспоцентр».

Крупнейшее в СНГ отраслевое мероприятие – идеальное место для поиска новых партнеров, производителей и поставщиков специализированного оборудования для ТЭК.


Читайте другие наши статьи:

Горизонтальные скважины
Бурение горизонтальных скважин
Оборудование и технологии горизонтальных скважин