Зарубежный опыт закачки газа в продуктивные пласты

Технология разработки нефтяных месторождений, основанная на вытеснение нефти водогазовыми смесями, явилась результатом развития способов поддержания пластового давления путем закачки газообразных агентов, начало использования, которых относится к 1917 году. Дальнейшим развитием способов добычи путем закачки газа в пласт явились различные модификации смешивающего вытеснения, получивший название режима газа высокого давления. Предполагалось, что при этом способе вытеснения нефтеотдача будет достигать 90-95%. Однако в промысловых условиях газ, вследствие высокой подвижности в пласте, преждевременно прорывается к добывающим скважинам, поэтому возник вопрос о поиске мер, способных стабилизировать процесс. Опытным путем было установлено, что эффективным средством сниже- ния подвижности газа является предварительное нагнетание воды, а также закачка воды в процессе подачи газа.

Рассматриваемый способ повышения нефтеотдачи применяется для разработки ряда крупных зарубежных месторождений - Блок-31, Фейеруэй, Келли-Снайдер (США), Гоулден-Спайк, Визард-Лейк, Энти-Крик (Канада), Хасси-Мессауд (Алжир), Интисар (Ливия), Экофиск (Норвежский сектор Северного моря) и др. [5, 7, 8, 10-12].

Наиболее широкое применение метод нашел в тех районах мира, где имеются свободные ресурсы углеводородного газа.

Газовые методы увеличения нефтеотдачи занимают первое место по количеству действующих проектов и по получению дополнительных объемов добычи. Однако более активную закачку углеводородных газов сдерживают относительно высокие цены на газ.

Это заставляет ученых и практиков осуществлять поиск более дешевого и доступного агента, наравне с углеводородами пригодного для повышения нефтеотдачи. С этой целью в промышленных масштабах для закачки в пласт используются углекислый газ (месторождение Келли-Снайдер и др.) и дымовой газ (месторождение Блок-31 и др.). Проводятся испытания по закачке в пласт также сероводородного газа.

В результате применения метода смешивающегося вытеснения нефти путем закачки С02 в 2004 г. добыто до 10,3 млн.т. по сравнению с 9,4 млн.т. в 2002 г. Одновременно за этот период увеличилось число действующих проектов от 66 в 2002 г. до 70 в 2004 г. В целом закачка газа в пласт требует повышенных затрат как на обустройство нефтепромыслов, так и для закупки и транспортировки газа.

Применение данного метода в США развивается в двух направлениях. В промышленных масштабах закачка газа в пласт используется как вторичный способ разработки после работы залежи «на истощение». В масштабах промысловых экспериментов проводятся опыты третичной добычи нефти из предварительно заводненного пласта. В первом случае добыча нефти рентабельна и приносит прибыль, во втором затраты пока, как правило, превышают доходы.

Относительно широкое распространение метода закачки в пласт газа и растворителей и внимание, уделяемое ему за рубежом, объясняется преимуществами, которыми он обладает по сравнению с другими способами разработки, например, заводнением.

Данный метод позволяет достичь более высокой конечной нефтеотдачи, чем при заводнении. В особо благоприятных условиях, когда большая мощность пласта позволяет осуществить вертикальное перемещение контакта «нефть-газ», конечная нефтеотдача оценивается в 80-95%. В обычных условиях, когда перемещение фронта вытеснения возможно лишь в горизонтальном направлении, расчетное превышение нефтеотдачи по сравнению с заводнением составляет в среднем 10-15%. Успешное осуществление большинства проектов позволяет утверждать, что это реальные цифры свидетельствующие об перспективности этого метода.

Увеличение нефтеотдачи обеспечивается за счет высокой эффективности вытеснения нефти газом, так как во всех случаях применения данного способа разработки выбираются такие давления нагнетания и такой компонентный состав газа, которые гарантируют вытеснение нефти в режиме «смешивающегося вытеснения» или в близком к нему режиме.

Закачка газа в пласт даст наибольший эффект в низкопроницаемые пласты, поскольку обеспечивает более высокие темпы добычи нефти, чем заводнение. Так, на месторождении Левеленд приемистость скважины по газу более чем в два раза превышает приемистость по воде. Практика показала, что данный метод применим на объектах с очень низкими коллекторскими свойствами. Например, на месторождении Чарльсон (США) с 1974 г. успешно осуществляется попеременное нагнетание в пласт газа и воды, хотя его проницаемость составляет всего лишь 0,0001 мкм2 (0,1 мД). Газ, закачиваемый в пласт, добывается и используется вторично для любых нужд, в том числе и для его обратной закачки в пласт. Коэффициент извлечения газа из залежи может быть достаточно большим, например, на месторождении Силигсон (США) было добыто 87% газа, закачанного в пласт.

Важным достоинством рассматриваемого метода является возможность его применения для добычи нефти из заводненного пласта. В США проводятся многочисленные промысловые эксперименты по закачке в обводненный пласт вначале обычно небольшой оторочки пропана (около 5% от объема пор), а затем газа или газа попеременно с водой. Результаты экспериментов показывают, что таким способом можно добыть в среднем 15-30 % нефти, оставшейся после заводнения, т.е. в целом повысить нефтеотдачу в среднем на 10-15%. В США третичный способ добычи из предварительно заводненного пласта пока не вышел за рамки промышленного опробования из-за нехватки газа и высоких цен на него. Промышленное апробирование и применение метода выявили также трудности, возникающие при разработке нефтяных пластов данным методом. В ряде случаев закачиваемый газ или растворитель имеют тенденцию распространяться по пласту неравномерно, «языками», что снижает коэффициент охвата. Послойная неоднородность усугубляет этот процесс.

С целью уменьшения подвижности газа и повышения за счет этого текущего коэффициента охвата пласта агентом, на ряде зарубежных месторождений закачку газа осуществляют попеременно с водой. При этом решается также задача снижения потребности в газе. Практически во всех случаях применения попеременной закачки газа и воды получен положительный эффект. Так, на месторождении Хасси-Мессауд были проведены промысловые испытания по закачке газа и воды в две скважины. Было отмечено, что время прорыва агента в ближайшие эксплуатационные скважины как минимум в 5 раз больше, чем это обычно наблюдается при закачке одного только газа. На основании этого сделан вывод об увеличении текущего коэффициента охвата за счет закачки газа с водой. Метод попеременной закачки в пласт газа и воды весьма эффективен для увеличения текущего коэффициента охвата в случае сильно неоднородных объектов, состоящих из пропластков с различной проницаемостью [1-4, 6, 9, 12-16].

Зарубежный промысловый опыт свидетельствует о том, что рассматриваемый метод воздействия на пласт обеспечивает повышение нефтеотдачи в весьма широком диапазоне физико - геологических свойств нефтяных залежей, но для эффективного его применения для каждой нефтяной залежи необходима конкретизация объемов и режимов закачки газа, подбор требуемого оборудования, разработки комплекса организационно технических мероприятий и соответствующих технологических приемов. Для решения этих вопросов необходимо проведение комплексных и системных исследований.