Обзор отечественного и зарубежного опыта применения потокоотклоняющих технологи

Наиболее распространённым методом поддержания пластового давления является заводнение. В связи с неоднородностью продуктивных пластов происходит быстрый прорыв воды от нагнетательных скважин к добывающим по высокопроницаемым пропласткам. При этом остаются невыработанными участки (зоны) в низкопроницаемых пропластках, в которых запасы нефти достаточны. Поэтому особое значение придаётся потокоотклоняющим технологиям, которые позволяют создавать прочные барьеры на пути фильтрации воды и повышать нефтеотдачу пластов за счёт увеличения коэффициента охвата. В основном данные технологии применяются на завершающей стадии разработки либо при решении задач связанных с ремонтноизоляционными работами.

Ежегодно в мире добывается 15-20 млн. т. нефти при помощи потокоотклоняющих технологий (ПОТ). В виде примера по месторождениям России и США на рисунке 1 приведено сравнение результатов по технологиям ПОТ. Сравнив диаграммы можно сделать вывод о том, что уровень технологического развития России, в данном вопросе, не ниже США.

Обзор существующих ПОТ показал, что на сегодня существует более 400 технологий, но в основном используется около 100 [9]. Только за счёт применения ПОТ в период с 2006 по 2010 г., на российских месторождениях, проведено более 35 тысяч операций, что позволило получить дополнительно 53 млн. т. нефти. Так за 2010 г. было выполнено около 7 тыс. операций при этом дополнительная добыча нефти (ДДН) на скважину составила от 0,3 до 1,6 тыс. т. За счет потокоотклоняющих технологий компаниями было добыто свыше 9,5 млн тонн нефти, это порядка 8% от общей ДДН за этот год [10].

Все основные ПОТ можно разделить на следующие группы: 1) дисперсные системы; 2) полимерные, гелеобразующие и вязкоупругие составы; 3) осадкообразующие составы; 4) микробиологическое воздействие.

Анализируя данные по применению технологий и дополнительно добытой, за счёт них, нефти можно сделать следующие выводы. Во-первых, наибольшее применение нашли дисперсные системы, их доля составляет 39% (рис. 2). Во-вторых, данные технологии занимают лидирующую позицию вместе с ГОС и растворами полимеров по дополнительной добыче нефти. Их доли составляют 41% каждая (рис. 3).

Одними из самых востребованных технологии является применение полиакриламида (ПАА) и его модификаций (сшитые полимерные системы, полимер-дисперсные составы, полимерно-щелочное, полимер-но-силикатно- щелочное заводнение и т.д).

■ Дисперсные системы

■ ГОС л растворы полимеров

■ Осадкообраз\ тощие композиции

■ Микробиологическое во здействие

Рис. 2. Доля применения технологий.

■ Дисперсные системы

■ ГОС и растворы полимеров

■ Осажообразующие композиции

■ Микробиологическое воздействие

Рис. 3. Распределение групп по доле дополнительной добыче нефти.

■Средний прирост дебита нефти на одну реагирующую скважину. т сут

■Дополшпельнаядобыча нефти на одну скважино-операцию. тыс т

Рис.1. Сравнительная диаграмма применения ПОТ в России и США.

Удельная технологическая эффективность данных видов обработок очень высокая от 1 до 5 тыс. т. нефти на 1 т. сухого полимера. Наиболее активно технологии с применением ПАА для увеличения нефтеотдачи применяют в ОАО «Сургутнефтегаз», ОАО «Удмуртнефть», ОАО «Татнефть», ОАО «ЛУКОЙЛ» и др. [4].

В практике промысловых работ широкое применение нашли технологии с использованием водных растворов силиката натрия и хлористого кальция (технология КС), технологии базирующиеся на применении осадкообразующих составов на основе сульфата натрия и хлористого кальция (технология ОС), сернокислого алюминия и хлористого кальция (технологии ДОС).

Воздействие на пласт осадко-гелеобразующими композициями не всегда приводит к желаемому эффекту из-за сложности создания оптимальных концентраций закачиваемых химических реагентов, при кото- рых происходит образование геля или осадка в пласте. В начале 80-х годов профессор А.Ш. Газизовым с соавторами для регулирования процесса заводнения неоднородных пластов и увеличения конечной нефтеотдачи было предложено использовать полимердисперс-ные системы (ПДС). С применением ПДС и ее модификаций на месторождениях Урало-Поволжья и Западной Сибири проведено более 1300 обработок высокообводненных (до 95-98 %) участков пластов. В последние годы в ОАО «Татнефть» на поздней стадии разработки Ромашкинского, Ново-Елховского и других месторождений с применением ПДС ежегодно добывается дополнительно более 300 тыс. т нефти [7].

Говоря о зарубежном опыте применения ПОТ нельзя не сказать об опыте США, так как данные технологии применяются там уже давно. Например, применение полимерных составов являлось основной технологией в группе химических методов, и до середины 80-х годов 20 века отмечался рост объемов внедрения. Но к 2002 году прогнозировалась практически нулевая добыча при 4 действующих проектах. Причинами снижения объемов применения полимерных технологий стали высокая стоимость и резкое снижение мировых цен на нефть к концу XX века.

Разработкой составов с применением силикатов для гидроизоляции нефтяных пластов (гелеобразующие составы) занимаются такие ведущие фирмы, как Texaco Inc., Union Oil Company of California, Conaco Inc. и др [3].

Так же, стоит отметить, что за рубежом успешно применяются составы на основе силикагелей, разработанные компаниями «Haliburton», «Amoco», «Standard», показавшие высокую эффективность в технологиях увеличения нефтеотдачи пластов и ограничения водо-притока в добывающих скважинах [8].

Одним из перспективных направлений развития исследований по разработке технологий увеличения нефтеотдачи пластов является использование биополимеров [1, 2, 5].

Впервые биополимеры на основе ксантана для увеличения нефтеотдачи пластов были внедрены на месторождениях Северного моря в 80-е годы прошлого столетия. Основными производителями ксантановых полимеров являются фирмы «Статойл» (Норвегия), «Рон Пуленк (Франция) и «Келко Мерк» (США) [2].

Наибольшую известность в нашей стране получили технологии увеличения нефтеотдачи с применением биополимеров «Продукт БП-92» и «Симусан» [1, 5]. Промысловые испытания биополимера - «Симусана» были начаты в 1987 году на Арланском месторождении. За период 1987-1990 гг.. обработаны 53 нагнетательные скважины, удельный технологический эффект составил 400-800 тонн на одну тонну реагента. Из-за отсутствия биополимера промысловое внедрение было прекращено [1].

Так же, стоит отметить опыт применения ПОТ на месторождениях Казахстана. Для решения проблем, поставленных перед нефтедобывающими компаниями, применялись технологии закачки полимердисперсных составов (ПДС) и полимергелевых составов (ПГС) в качестве активных добавок при заводении. Данные методы впервые из стран СНГ были реализованы в России на ряде месторождений Западной Сибири. Первые результаты внедрения новых технологий повышения нефтеотдачи пластов в Казахстане относятся к 1981-2002 годам (Каламкас, Карамандыбас, Узнь). В 2005 г. аналогичные технологии были использованы на месторождениях Терен-Озек, Северный Жолдыбай.

В 2005г. на месторождении Жанажол, расположенном в восточной части Прикаспийской впадины, продуктивные пласты которого представлены карбонатными коллекторами, также впервые была применена потокоотклоняющая технология сшитых полимерных систем (СПС). Здесь был применен полиакриламид (ПАА ДП 9-8177) и сшиватель (ацетат хрома), а также вода (пресная). Стоит отметить тот факт, что на Жанажоле по просьбе разрабатывающей компании аналогичные методы были опробованы для условий, когда отработка месторождения еще не достигла своего завершения. Результаты оказались достаточно хорошими. Таким образом, применение физико - химического заводнения продуктивных пластов на стадии падения объемов нефтеизвлечения из промысловых скважин позволил увеличить нефтеотдачу от 5-6 до 910 раз. Эффективность обработок составила 80 % [6].

Подводя итог, стоит отметить, что, как российские, так и зарубежные компании накопили колоссальный опыт применения ПОТ. Существует большое количество разновидностей технологий и химических составов. Одни проявили себя с хорошей стороны, другие имею хорошие перспективы и потенциал к применению, а какие-то не дали желаемого эффекта и уже не используются.

К плюсам таких технологий стоит отнести то, что они позволяют увеличить КИН на 2-5% и сократить издержки по себестоимости добычи нефти в 1,2-2 раза. Что ещё немало важно, ПОТ позволяют воздействовать на коэффициент охвата пласта, тем самым при- общая в разработку не охваченные фильтрацией участки продуктивного пласта.

Но, так же, у ПОТ есть свои минусы. К ним стоит отнести то, что некоторые химические составы обладают низкой проникающей способность в матрицу пласта, отсутствие возможности управлять временем загеливания, недостаточно высокие прочностные характеристики в пластовых условиях, большая чувствительность к пластовым флюидам и температуре, токсичность некоторых хим.реагентов, высокая стоимость и т.д. В связи с этим возникает необходимость в разработке новых композиций лишенных указанных недостатков на основе доступных и недорогих хим. реагентов.