Прогноз взаимодействия пластовых и закачиваемых вод в системе ППД Усть-Тегусского месторождения нефти

При разработке нефтяных месторождений с применением заводнения образуется сложная многокомпонентная система: закачиваемая вода – пластовая вода – нефть с растворенным газом – породы пласта. Необходимость изучения состояния равновесия в этой системе вызвана проблемой солеотложения в эксплуатационных скважинах нефтяных месторождений, вызывающего ухудшение коллекторских свойств продуктивных пластов, и тем самым, снижение их нефтеотдачи.

Для прогнозирования отложений карбоната кальция были использованы химические анализы проб пластовых вод, отобранных при испытании поисково-разведочных скважин на нефть, а также воды апт-альб-сеноманского гидрогеологического комплекса, используемые для целей поддержания пластового давления (ППД) Усть-Тегусского месторождения. Анализы проб воды апт-альб-сеноманского гидрогеологического комплекса выполнены в аккредитованной лаборатории ОАО «ТЦЛ», автором проанализировано свыше 40 проб.

Автором были использованы методикиСтиффа-Девиса, Дебая-Гюккеля, а также проведено термодинамическое моделирование физико-химических процессов в смешиваемых водах в рамках положения ОСТ -39-229-89 «Вода для заводнения нефтяных пластов. Определение совместимости закачиваемых и пластовых вод по кальциту и гипсу расчетным методом». Метод Стиффа-Девиса основан на возможности осаждения карбоната кальция путем сравнения фактического pH с расчетным значением pHs при насыщении данной воды карбонатом кальция. За показатель солеотложения обычно принимают: индекс насыщения IS = pH – pHs ииндекс стабильности ISt = 2pHs–pH.

На Усть-Тегусском месторождениииндекс насыщения в пластовых водах составляет от -0,1 (Ю 4 скв. 114р) до -0,5 (Ю 2 скв. 116р), что свидетельствует о способности воды растворять дополнительное количество осадка. Индекс стабильности в пластовых водах гидрокарбонатно-натриевого типа (по В.А. Сулину) сильно перенасыщены относительно карбоната кальция, в хлоркальциевых и закачиваемых водах воды перенасыщены, то естьво всех изучаемых случаях образуется осадок.

Результаты расчетов по методике Дебая-Гюккеля. По мере насыщения воды относительно кальцита индекс неравновесности уменьшается, стремясь к нулю, а при перенасыщении вод его значения становятся отрицательными, нулевое же значение характеризует равновесное состояние. Автор считает, что при смешении пластовых вод юрских отложений и пластовых вод апт-альб-сеноманского гидрогеологического комплекса, перенасыщенных относительно карбоната кальция возможно выпадение осадка карбоната кальция, так как индекс неравновесности на изучаемом месторождении ниже 0 (i=скв. 116 р-1,32; скв. 114р -1,21; апт-альб-сеноман-0,71).

Последняя и самая распространенная методика, по которой автором было проанализировано исследуемое месторождение – это термодинамическое моделирова-ниефизико-химических процессов в смешиваемых водах. Условие выполнение данного прогноза-воды агента ППД дегазируются (присутствует остаточная углекислота, достаточная для удержания карбонатов в растворенном состоянии) а смешение вод происходит в термобарических условиях нефтяного пласта. В основу расчета положены химические анализы проб воды, отобранных из скв. 116р (пласт Ю2), скв. 114р (пласт Ю4) и водозаборной скв. 2 в куста ЦПС изучаемого месторождения. Пластовое давление: 250 атм, температура +80oC (по данным ЗСФ ИНГГ СО РАН, 2011 г.).

Результаты проведенных расчетов показывают, что в процессе смешения агента нагнетания с водами нефтепродуктивных отложений пласта Ю2 осадка не прогнозируется. Воды совместимы.

При смешении вод пласта Ю4 и агента нагнетания максимальное количество кальцита прогнозируется при соотношении вод 50:50, по мере продвижения закачиваемых вод по пласту осадок будет постепенно растворяться. В обоих вариантах при смешении пластовых вод с водами агента заводнения наблюдается уменьшение минерализации и содержания гидрокарбонатов; степень насыщенности кальцитом выше единицы. Воды агента нагнетания не стабильны в термобарических условиях нефтепродуктивных пластов и могут образовывать осадок в количестве 126 мг/дм3.

Полученные количественные показатели осадкообразования следует рассматривать как предельные, поскольку методикой расчетов не учитывается обогащение смеси вод углекислотой продуктивного пласта и охлаждение недр за счет поступления более холодных закачиваемых вод.

Таким образом, рассчитывая прогноз осадкообразо- вания по вышеизложенным методикам, можно сократить количество скважин, простаивающих в ремонте, предупредить процессы солеотложения и правильно оценить агент нагнетания системы ППД.