В статье автор рассматривают методику и условия применения полимерного заводнения на примере мирового опыта использования технологии.
Ключевые слова: полимерное заводнение, месторождение, полимерная оторочка, невысокая вязкость нефти, проект.
Полимерное заводнение относится к числу технологий, позволяющих увеличить коэффициент извлечения нефти. Среди преимуществ этого метода можно выделить низкие риски применения технологии и широкий спектр применимости. В процессе полимерного заводнения производится закачка в пласт воды с добавлением полимера раствора, в результате чего повышается коэффициент охвата пласта, в связи с увеличением вязкости, подвижности воды и нефти. Данный метод может быть применён как на месторождениях с легкой, так и с тяжелой нефтью. Полимеры способны вступать в реакции при высоких температурах и высоком уровне минерализации на протяжении длительного времени. По результатам исследований термостабильности эмульсии при различных концентрациях активных добавок, для достижения устойчивости эмульсии при пластовых температурах требуется увеличение концентрации эмульгатора с 2 % до 4 % масс, добавка анионного ПАВ (сульфонола) приводит к увеличению агрегативной устойчивости. Эмульсионные составы являются неньютоновские системами, реологические свойства которых зависят от действующих напряжений сдвига. Благодаря регулированию реологических свойств эмульсионных составов различными присадками можно обеспечить необходимую фильтруемость. Исследования реологических свойств гидрофобного эмульсионного состава проводились при температурах идентичных пластовым. Эмульсионные составы c хорошими реологическими свойствами, возможностью блокирования высокопроницаемых фильтрационных каналов применяются для выравнивания фронта вытеснения. [1] В результате действия капиллярных сил и неохвата системой заводнения образуется остаточная нефть. В последние годы диапазон геологических и физико-химических условий для применения полимерного заводнения очень сильно расширился. Для приготовления полимерной оторочки используется слабоминерализированная При высокой минерализации закачиваемой воды, используется предохранительные буфера из пресной воды. С момента первого применения буферов (1970 г., месторождение Норт Бербанк) наблюдается рост их объемов, например, на том же месторождении Норт Бербанк объемы буферов были равны 2,3 % от порового пространства коллектора (Vпор) до закачки полимерной оторочки и 4 % Vпор после, а в 1980 г. 7,3 % Vпор и 20 % Vпор. Размеры же оторочек колебались в пределах 14–36 % Vпор. Не проявляется эффект от технологии в случае деструкции полимеров. Для полиакриламида — механической и окислительной; для полисахаридов — биохимической [2].
Средняя эффективность технологии — 65–80 т дополнительно добытой нефти на 1 т закачанного полимера. Технология полимерного заводнения показывает высокую эффективность как на месторождениях с обычными показателями вязкости нефтей так и при высоковязких. Наибольшее применение технология получила в Северной Америке. Объем закачиваемого полимера должен составлять минимум 30 % порового объема коллектора. На основе опыта применения технологии более чем на 175 месторождениях, были сформированы технологические аспекты, которые должны быть учтены в процессе подготовки опытно-промышленных работ. Необходимо учитывать минеральный состав подтоварной воды при смешивании реагентов, во избежание деструкции, потери вязкости, неправильному учету концентрации при процессе заводнения, что может привести к срыву проекта При проектировании системы ППД необходимо предусмотреть возможность бурения артезианских скважин, установки гидроциклонных фильтров и системы водоподготовки. В ходе лабораторных исследований необходимо учитывать температуру породы коллектора и проводить тесты на старение реагента. Эти исследования необходимы для предотвращения термической деструкции полимерного реагента в пласте. Реагент должен выдержать температуры пласта с перекрытием 10–15 %.
Во избежание механического разрыва полимерных цепей при закачке реагента в скважины ППД должно подбираться соответствующее насосное оборудование. Все задвижки и штуцера на линии должны быть проверены на предмет наличия неисправностей (при изменении диаметра отверстия на линии происходит потеря вязкости реагента). Для оценки целесообразности применения технологии полимерного заводнения необходимо провести керновые исследования на образцах пласта коллектора на предмет адсорбции реагента в породе. Более 98 % проектов осуществляются на терригенных или смешанных коллекторах из-за высокой степени адсорбции в карбонатах. В некоторых случаях, может быть рассмотрена возможность применения полимерного заводнения на карбонатных коллекторах. Как пример можно привести нефтегазовое месторождение Гавар в Саудовской Аравии. Во избежание закупорки, показатели таких параметров как проницаемость породы и размер молекул полимера должны быть строго регламентированы. Главной проблемой этапа перехода от НИОКР к ОПР является несоответствие реагента, оборудования, программы закачек, срыва сроков. Научно-исследовательские работы должны предшествовать и способствовать научно-конструкторским работам. Во избежание нарушений в процессе применения технологии на стадии ОПР на стадии НИОКР должна быть выполнена работа по соблюдение таких параметров как согласование схем закачки, выбор насосного оборудования, реологические показатели, выбор протекционных систем для раствора, выбор системы разработки, скважин и т. д. Основным параметром, который необходимо учитывать для успешного применения технологии полимерного заводнения, является вязкость нефти. Если соотношение мобильностей фаз нефть-вода равно единице, полимерное заводнение имеет высокие шансы быть эффективным. Но этот фактор не имеет такого большого влияния на месторождениях с низковязкой нефтью, вязкость которых варьируется в пределах от 1 до10 сП. В случае с вышеупомянутой низковязкой нефтью, неоднородностью коллектора и высокой расчлененностью разреза увеличивается охват заводнением. В связи с этим многие проекты отменяются из-за низкой вязкости. Для этого нужно проводить дополнительный анализ практического применения данной технологии. Безусловно, на месторождениях с невысокой вязкостью технологическая эффективность будет ниже, чем у высоковязких месторождений из-за недостижения синергетического эффекта, но такие проекты должны иметь дополнительную проработку. Реализованные проекты по миру: Нуралы (Казахстан) — 0,4–1.7 сП, Marmul (Оман) — 9 сП, Pelican-Lake (Канада) — 1000–10000 сП, East Bodo (США) — 1500–2000 сП, Tambaredjo (Суринам) — 2000–3000 сП, Brintell (Канада) — 1000–4000 сП [3].
Литература:
- Королев, М. И. Обоснование технологии извлечения остаточной нефти из неоднородных терригенных коллекторов с использованием микроэмульсионных составов: специальность 25.00.17 «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений»: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Королев Максим Игоревич; Санкт-Петербургский горный университет. — Санкт-Петербург, 2019. — 22 c. — Текст: непосредственный.
- Castro R., Pérez R., Maya G., Quintero H., Jimenez R., García H., Quintero L. Применение полимерного заводнения для увеличения коэффициента извлечения нефти. Георесурсы. 2016. Т. 18. № 4. Ч. 1. С. 271–280. DOI: 10.18599/grs.18.4.4
- Полимерное заводнение скважин. Анализ технологических возможностей и ограничений для применения технологии в современном налоговом режиме. — Текст: электронный // neftegaz.ru: [сайт]. — URL: https://magazine.neftegaz.ru/articles/dobycha/662862-polimernoe-zavodnenie-skvazhin-analiz-tekhnologicheskikh-vozmozhnostey-i-ogranicheniy-dlya-primeneni/
