Обобщение опыта российских и зарубежных ученых применения сайклинг-процесса

Общеизвестно, что в России разработка газоконденсатных залежей ведется в режиме истощения пластовой энергии. Данный вид разработки обуславливается тем, что он ведет к потере углеводородного сырья. Часто эти потери достигают весьма значительных значений, так как конден- сат, растворенный в пластовом газе, выпадает из газовой фазы. Для предотвращения или сокращения значительных потерь углеводородов не следует достигать давления в пласте ниже давления начала конденсации. Для достижения этой цели был предложен способ рециркуляции газа, получивший название «сайклинг-процесс», в будущем оказавшимся одним из наиболее эффективных способов для борьбы с потерями газа и газоконденсата в пласте.

Кратко рассмотрим основную суть данного способа. Газ, добываемый на газоконденсатных скважинах, после прохождения полной сепарации и очищения от конденсата, через нагнетательные скважины отправляется обратно в пласт. В результате чего получается непрерывная циркуляция газа и из пласта добываются только тяжелые углеводороды - конденсат, а весь сухой газ отправляется обратно, в пласт.

Рассмотрим опыт применения данного метода в России и за рубежом. В 1936 году в США Джек Вогэн (Jack Vaughan) предложил сайклинг-процесс как способ как способ более эффективной разработки газоконденсатных месторождений. Одни из первых публикаций по технологии подготовки газа и сайклингу принадлежат Эмби Кайе [1, 2]. В работе [1] представлена схема подготовки газа, включающая аммиачные (пропановые) холодильники и технологию охлаждения газа морской водой, позволяющая увеличить выход конденсата из газа. На момент выхода публикации [2] в 1941 году, в США Наблюдалась следующая тенденция: находились в эксплуатации уже 24 сайклинг-установки, 5 проектов находились в стадии строительства, 6 проектов в стадии планирования. В 1944 г. эксплуатировалось 224 газоконденсатных месторождения и 37 установок сайклинга [6], при этом, в общей сложности, 85 млн.:.: газа в сутки (более 30 млрд.:.: в год) газа возвращалось в пласт.

Наиболее крупные проекты по реализации сайклинг-процесса на месторождениях в США кратко обобщены Моррисом Маскетом в 1949 г. в его труде [10]. Автор приводит экспресс-анализ материалов разработки четырех месторождений Техаса и Луизианы: Биг Лэйк, Ла Глория, Ла Бланка и Коттон Валлей, залегающих на глубинах от 2300 м. с начальным потенциальным содержанием конденсата в пластовом газе от 75 до 440 г/ . В книге неоднократно подчеркивается важность экономической проработки вариантов обратной закачки газа, указывается на эффективность реализации сайклинга на месторождениях. Одним из наиболее важных выводов М. Маскета является заключение о том, что сайклинг и последующее истощение газового месторождения должны быть реализованы в течение основного срока службы месторождения (оборудования и добывающих скважин), то есть 30-40 лет.

В книге Д. Катца и др. [6], изданной в 1959 г., также говорится о весьма небольших сроках сайклинга (5-10 лет) без связей с размером месторождения. Несмотря на то, что книга была написана больше чем полвека назад, она до сих пор является основным пособием по добыче и переработке газа. Авторы обращают внимание на малый диапазон применимости низкотемпературной сепарации за счет дросселирования газа без применения абсорбентов или дополнительного охлаждения и считают этот способ получения конденсата хоть и дешевым, но менее эффективным при перепадах давления на дросселе менее чем на 105 бар.

В статье О’Дэлла и Миллера [3] кратко изложен опыт сайклинга на объекте Хедли Девон, характеристики которого напоминают ачимов-ские залежи Уренгоя. По данным исследований, коэффициент извлечения конденсата при разработке объекта Хэдли Девон в режиме обычного истощения составил бы 13%, в то время как ожидаемый коэффициент извлечения конденсата при сайклинге составлял 45%.

По информации, приведённой в статье [7], в 2010 году в США с использованием сайклинга разрабатывалось 26 месторождений. Объёмы обратно закачиваемого в пласты газа составляли более 16% от его добычи или около 90 млрд.мЗ/год.

История газоконденсатных месторождений берет свое начало с 1940-х годов. В 1944 г. М. Х. Шахназаров издает книгу «Теория и практика эксплуатации конденсатных месторождений». Это была первая книга, освещавшая опыт США по эксплуатации газоконденсатных месторождений. Автор предположил наличие газоконденсатных залежей и в СССР.

В 1955 году было открыто месторождение Карадаг, в 25 км юго-западнее Баку. Это первое месторождение, официально классифицированное, как газоконденсатное. Обратная закачка там производилась в небольшом объеме.

Следующие несколько десятилетий развитие нефтяной промышленности в России сопровождалось все новыми открытиями, поэтому сайклинг был временно забыт.

Отдельно следует отметить статью [9], в которой рассмотрены перспективы сайклинга на одном из самых сложных объектов Уренгойского месторождения - ачимовских газоконденсатных залежах. Результаты, которые получены в статье [9], можно назвать позитивными, - использование сайклинга на месторождениях оказались экономически целесообразными и чуть менее выгодными, чем разработка с истощением. На данный момент отдельные объекты ачимовских залежей разрабатываются только на режиме истощения, а все проекты и решения по разработке залежей не предусматривают применение сайклинга.

В 1979 году выходит книга под издательством А. Г. Дурмишьяна [4]. Она посвящена вопросам геологии, генезиса, поиска, разведки и разработки газоконденсатных месторождений. Рассматриваются различные способы эксплуатации газовых систем, в том числе и сайклинг-процесс. Автор описывает проблемы потеть углеводородов в пласте на режиме естественного истощения пластовой энергии, описывает сам способ эксплуатации объектов при сайклинге.

В последние поды варианты применения процесса обратной закачки газа рассматривают для северных месторождений, удаленных от газопроводов. Строительство трубопроводов и их подключение требуют весьма существенных затрат, поэтому, при хороших характеристиках пласта и с использованием высокопроизводительных скважин экономическая целесообразность сайклинга на начальном этапе разработки вполне оправдана. Как пример можно привести Термокарстовое [7], Черничное [5]. К сожалению, окончательное решение о реализации этих проектов пока не принято.

До недавнего времени существовала надежда на развитие сайклинга в России. Причиной тому мог стать «Киотский протокол». Некоторые проекты по утилизации попутного нефтяного газа в той или иной степени могли были быть профинансированы Евросоюзом. Именно эту возможность хотели использовать на Черничном месторождении [5]. Но из-за мирового кризиса и сокращения выбросов в Европе упал спрос на «покупку» выбросов, и Россия вышла из Киотских соглашений.

Из всего вышеизложенного можно сделать вывод, что применение сайклинга целесообразно только в регионах крупного потребления нефти и газа. Тем не менее, в будущем, когда количество запасов углеводородов не будет велико, можно будет говорить и о реализации этого процесса в регионах, где на данный момент это не рентабельно.