что такое методы увеличения нефтеотдачи

Методы повышения нефтеотдачи пластов

Гидродинамические методы

К первой группе относятся методы, которые осуществляются через изменение режимов эксплуатации скважин и, как следствие, через изменение режимов работы пласта.

Эти ме­тоды объединяются общим понятием «нестационарное заводнение» и включают в себя:
— циклическое заводнение;
— изменение направления фильтрационных потоков.
Они сравнительно просты в реализации, не требуют больших экономических затрат и получили широкое развитие.
Методы основаны на периодическом изменении режима работы залежи путем прекра­щения и возобновления закачки воды и отбора, за счет чего более полно используются ка­пиллярные и гидродинамические силы.

Это способствует внедрению воды в зоны пласта, ранее не охваченные воздействием.

Форсированный отбор жидкости применяется на поздней стадии разработки, когда об­водненность достигает более 75%.

При этом нефтеотдача возрастает вследствие увеличе­ния градиента давления и скорости фильтрации.

При этом методе вовлекаются в разработку участки пласта, не охваченные заводнением, а также отрыв пленочной нефти с поверхности породы.

Предельное значение увеличения отбора регламентируется возможностя­ми используемого способа эксплуатации скважин.

Для осуществления форсированного от­бора необходимы насосы высокой подачи или использование газлифта.
Эксплуатация газонефтяных месторождений осложняется возможными прорывами газа к забо­ям добывающих скважин, что значительно усложняет, вследствие высокого газового фактора, их эксплуатацию.

Суть барьерного заводнения состоит в том, что нагнетательные скважины распола­гают в зоне газонефтяного контакта.

При этом группы нагнетательных скважин размещаются на участках пласта, отстающих по интенсивности использования запасов нефти.

Научными организациями отрасли разработано, испытано и сдано более 60 технологий с использованием физико-химического воздействия.

Одним из методов воздействия на продуктивные пласты, особенно низкопроницаемые, является гидравлический разрыв пласта (ГРП).

Ведущее место в физико-химических методах воздействия на пласт занимает полимер­ное заводнение.

Получение композиций полимеров в сочетании с различными реагентами существенно расширяет диапазон применения полимеров.

Особенно эффективен метод ВУС для пластов, характеризующихся резкой неоднород­ностью и слабой гидродинамической связью.

Данный метод выравнивает проницаемость и тем самым позволяет повысить охват пласта полимерным воздействием и снизить темпы обводнения добываемой нефти.
К модифицированным технологиям относится воздействие на обводненные продуктивные пласты полимер-дисперсной системой (ПДС) на основе ПАА суспензий глин.

Их применение заключается во внутрипластовом регулируемом образовании дисперсных вязкоупругих систем между химическими реагентами и водонефтенасыщенной породой. Это позволяет увеличить нефтеотдачу на поздней стадии разработки, когда традиционные методы малоэффективны.

Одним из эффективных методов физико-химического воздействия на пласт является ще­лочное заводнение.

Метод основан на снижении поверхностного натяжения на границе нефти с раствором щелочи.

При этом образуются стойкие водонефтяные эмульсии с высокой вязко­стью, способные выравнивать подвижность вытесняемого и вытесняющего агентов. Щелоч­ное заводнение эффективно для нефти высокой вязкости и неоднородных пластов.
Для доотмыва остаточной нефти применяется метод закачки большеобъемных оторочек поверхностно-активными веществами (ПАВ).
На завершающих стадиях разработки большое значение имеет ограничение притоков пластовой и закачиваемой воды.

Для этой цели применяются различные методы ремонтно-изоляционных работ, в результате которых не только уменьшается обводненность продукции, но и повышается охват пласта процессом выработки запасов.

Наиболее часто применяется изоляция цементом обводненных пропластков или ликвидация заколонной циркуляции.

В том случае, когда происходит прорыв воды по отдельным высокопроницаемым пропласткам, прак­тически не отделенными глинистыми перемычками от необводненных интервалов, использу­ется метод селективной (избирательной) изоляции.

Вариантами этого метода являются: при­менение кремнийорганических соединений (продукт 119-204, Акор), закачка силиката натрия (жидкое стекло), волокнисто- и полимернаполненных дисперсных систем (ВДС и ПНДС).

На современном этапе задачу повышения нефтеотдачи пластов экологически чистыми технологиями может решить метод микробиологического воздействия на пласт.

В отличие от химических реагентов, теряющих активность в результате разбавления их пластовыми водами, микроорганизмы способны к саморазвитию, т.е. размножению и усилению биохи­мической активности в зависимости от физико-химических условий среды.

Одними из приоритетных методов повышения нефтеотдачи пластов, наиболее подготов­ленными технологически и технически, являются тепловые, когда в продуктивный пласт вво­дится тепло.

При этом вязкость нефти снижается, а нефтеотдача увеличивается.

Среди теп­ловых методов воздействия на нефтяные пласты выделяют два направления:
— закачка в пласты пара и нагретой воды;
-внутрипластовое горение.
Тепловые методы целесообразно применять в пластах с вязкостью нефти более 50 мПа-с.

Источник

Методы увеличения нефтеотдачи (МУН)

Дата публикации: 04.05.2016

В международной практике роль воспроизводства сырьевой базы нефтедобычи за счет внедрения современных методов увеличения нефтеотдачи (тепловых, газовых, химических, микробиологических) на базе инновационных техники и технологий быстро растет и становится все более приоритетной.

Согласно оценкам специалистов компании Зарубежнефть, за последнее десятилетие дополнительная добыча за счет применения современных МУН в России непрерывно снижается и в настоящее время ее объем в общей добыче нефти практически незаметен.
Методы увеличения нефтеотдачи (МУН) подразделяется на 2 группы:

1. Гидродинамические методы увеличения нефтеотдачи, включают в себя различные методы интенсификации притока жидкости и скважине и их комбинации:

2. Третичные методы увеличения нефтеотдачи:

Под термином «современные МУН» понимаются технологии, связанные с тепловым, газовым, химическим, микробиологическим воздействием на пласты.

Масштабы применения современных МУН в мире непрерывно увеличиваются (Табл.1)

МУН, млн. т/год

1985

1990

1995

2000

2006

Тепловые

Газовые

Химические

Всего

До сих пор предпочтение отдается тепловым и газовым методам, доля дополнительной добычи за счет применения которых превышает 95%.

Активизация применения третичных методов является актуальнейшей проблемой для будущего нефтяной отрасли России.

В международной практике роль воспроизводства сырьевой базы нефтедобычи за счет внедрения современных методов увеличения нефтеотдачи на базе инновационных техники и технологий быстро растет и становится все более приоритетной.

Инновационному развитию нефтедобычи в таких странах как США, Канада, Норвегия, Китай, Индонезия и др. способствует создание специальных государственных программ промысловых испытаний и освоения современных методов увеличения нефтеотдачи (МУН), а также экономические условия, побуждающие недропользователей активно участвовать в реализации этих программ.

Одним из наиболее перспективных третичных методов является термогазовый метод увеличения нефтеотдачи:

За период 2004-2006 гг. добыча нефти в США за счет применения термогазового метода увеличилась в 4,34 раза, благодаря успешной реализации такой программы в США уже более 15 лет удается за счет постоянного роста нефтеотдачи поддерживать практически постоянный объем доказанных извлекаемых запасов нефти на уровне примерно 3-4 млрд.тонн, что обеспечивает стабильно высокий уровень добычи нефти.

В последние годы в ряде российских нефтяных компаний ведется работа по обоснованию и подготовке промысловых испытаний термогазового МУН в различных геолого-промысловых условиях, в том числе:

Термогазовый метод повышения нефтеотдачи (ТГВ) был впервые предложен в 1971 г. во ВНИИнефть. Метод основан на закачке воздуха в пласт и его трансформации в эффективные вытесняющие агенты за счет низкотемпературных внутрипластовых окислительных процессов.

В результате низкотемпературных окислительных реакций непосредственно в пласте вырабатывается высокоэффективный газовый агент, содержащий азот, углекислый газ и ШФЛУ. Высокая эффективность достигается за счет реализации полного или частичного смешивающегося вытеснения.

В течение 2007÷2011 рядом научных коллективов РТ производились экспериментальные стендовые исследования и опытные работы на экспериментальной скважине для обоснования и внедрения методов увеличения нефтеотдачи (МУН) за счет активации природных нанокатализаторов содержащихся в пластовых водах нефтяных месторождений, в проточных химических реакторах (ПХР).

В процессе исследований были разработаны научные основы процессов происходящих в ПХР, технические и технологические параметры проточных химических реакторов, условия применения их на скважинах.

Источник

Повышение нефтеотдачи

Нефтеотдачей называется отношение объема нефти, которая была извлечена из пласта, к ее запасам, которые находились в пласте изначально. Нефтеотдача подразделяется на две категории:

Наряду с термином «нефтеотдача» также используетя «коэффициент нефтеотдачи».

В связи с появившейся на протяжении последних двадцати лет тенденции к увеличению выработанности месторождений, первоочередной задачей, для топливно-энергетических компаний, является повышение нефтеотдачи. В настоящее время повышение нефтеотдачи пластов можно обеспечить несколькими способами.

Методы повышения нефтеотдачи:

К тепловым методам относятся:

Газовые методы включают в себя использование:

Химические методы для вытеснения нефти из пласта используют:

К гидрогеологическим методам относятся:

В ходе использования физических методов пласт поддают:

Кроме этого, к физическим методам также относятся горизонтальные скважины и гидроразрыв пласта. Что касается последнего, то гидравлическим разрывом пласта воздействуют на пласты, которые характеризуются низкой проницаемостью. Данный физический метод является уникальным среди всех остальных в силу того, что он позволяет изменить в корне фильтрационные зоны пласта на значительных расстояниях от ствола скважины, а не только в призабойной зоне пласта. Это приводит к увеличению дренируемого участка, в результате чего производительность скважины в разы увеличивается. Стоит отметить, что гидроразрыв пласта признан одним из наиболее эффективных среди всех остальных физических методов.

Стоит сказать, что эффективность методов, способных повышать нефтеотдачу, изучалась на протяжении долгого времени. В результате этого, было выяснено, что при использовании перечисленных выше методов количество извлекаемой нефти увеличивается до 70%, в то время, как при первичных способах разработки месторождений, количество добываемой нефти составляет всего порядка 20-25%. Таким образом, если говорить о мировой добыче нефти, то использование методов повышения нефтеотдачи позволяет извлечь в нефти в 1,4 раза больше, чем обычно, т.е. порядка 65 млрд. тонн.

Таким образом, опираясь на мировой опыт, стоит сказать, что с каждым годом необходимость в современных методах повышения нефтеотдачи пластов возрастает, поскольку они играют значительную роль в мировой добыче нефти. Это обусловлено также и тем фактором, что применение современных методов, направленных на увеличение добычи нефти, снижает себестоимость нефти, которая становится сопоставимой с себестоимостью нефти, которая была добыта традиционными промышленными способами.

Источник

Добыча нефти и газа

Изучаем тонкости нефтегазового дела ВМЕСТЕ!

Методы увеличения нефтеотдачи

Классификация методов увеличения нефтеотдачи, принятая в международном общении, в основном опирается на понятия, сформулированные в США.

Но и в США эти понятия оформились не сразу. В этой связи, прежде всего, следует обратить внимание на используемую в этой стране классификацию методов разработки, которая, по нашему мнению, определяется экономическими соображениями. В частности, в целях повышения экономической эффективности разработки, снижения прямых капитальных вложений и максимально возможного использования для этих целей реинвестиций весь срок разработки месторождения разбит на три основных этапа.

На первом этапе для добычи нефти максимально возможно используется естественная энергия месторождения (упругая энергия, энергия растворенного газа, энергия законтурных вод, газовой шапки, потенциальная энергия гравитационных сил).

· физико-химические методы (заводнение с применением поверхностно-активных веществ, полимерное заводнение, мицеллярное заводнение и т.п.);

· газовые методы (закачка углеводородных газов, жидких растворителей, углекислого газа, азота, дымовых газов);

· тепловые методы (вытеснение нефти теплоносителями, воздействие с помощью внутрипластовых экзотермических окислительных реакций);

· микробиологические методы (введение в пласт бактериальной продукции или ее образование непосредственно в нефтяном пласте).

По мере развития технологий реализации МУН введено понятие улучшенные методы повышения нефтеотдачи (Improved Oil Recovery). Эти методы, которые иногда также называют четвертичными, предполагают комбинирование элементов перечисленных выше четырех групп МУН, а также таких перспективных технических средств повышения нефтеотдачи, как горизонтальные скважины. Следует подчеркнуть, что применение горизонтальных скважин для улучшения МУН связывают главным образом с решением таких стратегических задач как организация вертикального воздействия, повышение эффективности гравитационного режима разработки, выработка не вовлеченных в разработку запасов нефти. Это означает, что применение горизонтальных скважин нельзя рассматривать в качестве самостоятельного метода повышения нефтеотдачи, что нередко пропагандируется в нашей стране. Это тем более важно, что горизонтальные скважины часто применяют в качестве средства интенсификации добычи нефти. Далеко не всегда такое применение горизонтальных скважин приводит к повышению нефтеотдачи.

Обсуждая понятие «улучшенные МУН» нужно отметить, что в зарубежной литературе имеется также упоминание об уплотнении сетки скважин. В этой связи напрашивается такое понимание термина «улучшенные МУН», согласно которому реализация МУН сопровождается применением всех технологий и средств повышения охвата процессом вытеснения нефти, в том числе оптимизация сеток размещения скважин и системы воздействия для вовлечения в разработку недренируемых и слабодренируемых запасов, нестационарное воздействие и перемена направлений фильтрационных потоков, выравнивание профиля вытеснения, барьерное заводнение.

Отметим, что в международной практике собственно метод заводнения не упоминается как метод увеличения нефтеотдачи. Однако в нашей стране этот метод является превалирующим и повышение его эффективности с точки зрения полноты извлечения нефти имеет стратегическое значение. Значительное число месторождений характеризуется высокой выработкой запасов. Применение на многих из них приведенных выше базовых (третичных) МУН по техническим и экономическим причинам проблематично. Поэтому представляется целесообразным отнести к категории улучшенных МУН и улучшенное заводнение, если оно предусматривает комплекс технологических и технических средств, приводящих к увеличению нефтеотдачи не на единицы процентов, а на 15 % и более по сравнению с проектной величиной. По оценкам именно с таким порогом в США связано предоставление экономических стимулов.

Это тем более важно, так как согласно данным нефтяных компаний (табл. 8) дополнительная добыча нефти в нашей стране за счет применения методов увеличения нефтеотдачи за пятилетний период 1996-2000 г.г. выросла вдвое и достигла 43,1 млн.т. [14]. Такой объем дополнительной добычи соответствует примерно 17 % от общей добычи и примерно половине всей добыче из трудноизвлекаемых запасов. Распределение дополнительно добытой нефти по некоторым методам увеличения нефтеодачи приведено в таблице 9. Нетрудно в этой связи понять, что в компаниях к методам увеличения нефтеотдачи относят все геолого-технические мероприятия, приводящие к интенсификации добычи нефти, в том числе из активных запасов. В то же время известно, что применение даже таких мощных технических средств как гидроразрыв пласта и горизонтальные скважины далеко не всегда приводит к увеличению нефтеотдачи. Кроме того, согласно опыту применения методов увеличения нефтеотдачи такая высокая доля дополнительной добычи, декларируемая российскими компаниями, может быть интерпретирована таким образом, что в нашей стране методы увеличения нефтеотдачи уже применяются практически на всех месторождениях. Но при этом почему-то нефтеотдача низкая и продолжает падать.

Добытая нефть за счет применения методов увеличения нефтеотдачи

Организация

1995

1996

1997

1998

1999

2000

ВСЕГО по России, тыс.с

22512,2

28211,6

34212,6

37181,7

42558,0

43108

1. Нефтяные компании,

всего, тыс.т

в том числе

21430,9

26751,4

32476,0

35274,4

40032,8

40767

2. Остальные производители, тыс.т

133,2

3. Организации с иностранными инвестициями, тыс.т

1060,7

1429,4

1681,1

1839,9

2392,1

2166

Распределение добытой нефти по методам увеличения нефтеотдачи пластов

Применяемые МУН

1995

1996

1997

1998

1999

2000

Добытая нефть за счет МУН

по России, всего, тыс.т

1. ГРП

количество проведенных операций

дополнительная добыча нефти, тыс.т

2. Горизонтальные скважины

количество пробуренных скважин

добыча нефти из всех ГС, тыс.т

3. Зарезка боковых стволов

количество пробуренных стволов

добыча нефти из всех ПС, тыс.т

4. Тепловые методы

дополнительная добыча нефти, тыс.т

5. Физико-химические методы

дополнительная добыча нефти, тыс.т

6. Газовые методы

дополнительная добыча нефти, тыс.т

7. Прочие методы

дополнительная добыча нефти, тыс.т

22512

28212

34213

37182

42558

43108

В этой связи уместно напомнить, что согласно официальным данным в США, где нефтеотдача растет, дополнительная добыча нефти за счет применения методов увеличения нефтеотдачи наращивалась в течение последних 25-30 лет и в настоящее время составляет примерно 35 млн.т., т.е. меньше той, о которой рапортуют российские компании.

Такая абсурдная ситуация в значительной мере обязана отсутствию четкого определения термина «методы увеличения нефтеотдачи» и максимально формализованных определяющих его критериев.

В условиях еще не сложившихся цивилизованных рыночных отношений эта неопределенность не столь безобидна. Именно она позволяет преподносить такие упомянутые выше мощные средства интенсификации как гидроразрыв пласта и горизонтальные скважины в качестве основных технологий увеличения нефтеотдачи [21]. Более того, в некоторых крупных сверхобеспеченных компаниях эти технологии отождествляют с современными “прогрессивными западными способами разработки”, противопоставляя их “консервативным советским способам разработки” [21]. Под таким знаменем в последние годы осуществляется масштабная выборочная интенсификация обработки активных запасов. В то же время по существу отвергается такой важный компонент “консервативного советского способа разработки”, как необходимость сохранения проектной системы размещения скважин для достижения проектной нефтеотдачи. Количество выводимых из эксплуатации так называемых “нерентабельных” скважин уже исчисляется не единицами и не сотнями, а тысячами. В некоторых компаниях их число приближается к 50% от общего действующего фонда [22]. Сокращены объемы применения химических реагентов, также необходимых для достижения проектной нефтеотдачи. Наконец, кратно снизился по сравнению с советским временем объем дополнительной добычи нефти на месторождениях с трудноизвлекаемыми запасами за счет применения третичных методов увеличения нефтеотдачи, которые возможно тоже попали в разряд “нерентабельных” или “консервативных”. Конечно, такая практика приводит к снижению нефтеотдачи, притом существенному. Но себестоимость добычи снижается. В некоторых компаниях она уже находится в пределах 2,0 долларов США за баррель, что характерно для разработки высокопродуктивных месторождений Ближнего Востока.

В этой связи уместно подчеркнуть, что в нефтяном бизнесе нефтеотдача не является первостепенной задачей недропользователя. Главное для него – получение по возможности более высоких прибылей для удовлетворения экономических интересов акционеров компании и инвесторов. Выполнение этой задачи, как правило, объективно входит в противоречие с достижением максимально возможных значений нефтеотдачи. Увеличение нефтеотдачи и извлекаемых запасов на этой основе – одна из важнейших забот хозяина недр, т.е. государства.

В большинстве нефтедобывающих стран мира, даже в тех, которые обеспечены запасами на 50 и более лет, забота о полноте извлечения нефти из недр становится все более приоритетной. Создаются такие экономические условия, при которых недропользователям выгодно развивать и применять современные методы увеличения нефтеотдачи. Одновременно фискальная система и система контроля со стороны государства не допускают получения сверхприбылей за счет интенсивной выборочной обработки активных запасов. Недропользователи, которые пренебрегают современными методами увеличения нефтеотдачи трудноизвлекаемых запасов нефти, во-первых, платят налоги сполна, а во-вторых,их акции теряют в цене. Потому, например, в США недропользователи обязаны ежегодно сдавать аудит запасов в Федеральную Комиссию по биржам и ценным бумагам (SEC).

Приведенные выше истины помещены именно в данном разделе «Концепции» для того, чтобы подчеркнуть, что речь в нем идет не просто о терминологии, а о важном социально значимом компоненте механизма и системы государственного управления рациональным использованием запасов нефти.

В большинстве нефтедобывающих стран запасы нефти являются национальным достоянием и служат, в первую очередь, для повышения благосостояния народа. Именно поэтому цивилизованные государства берут на себя заботу о сохранении и увеличении извлекаемых запасов нефти за счет повышения нефтеотдачи. Во многих странах эта задача решается надежно и прозрачно. Для этого создаются стимулы для испытаний и применения третичных и четвертичных методов увеличения нефтеотдачи. Одновременно устанавливается одинаковый для всех недропользователей налог или рента, не допускающие получение сверхприбыли. Желает недропользователь иметь стимулы – применяет четко определенные методы увеличения нефтеотдачи, не желает – платит налоги сполна.

В нашей стране формирование такой справедливой системы осложняется следующими факторами:

1. Отсутствие вразумительной государственной концепции в вопросах повышения нефтеизвлечения [23].

3. Отсутствие веры многих руководителей крупных нефтяных компаний в то, что наше государство на данном этапе развития рыночных отношений в состоянии сформировать прозрачный и справедливый механизм государственного управления рациональным использованием запасов нефти, свободный от лоббирования и коррупции и основанный на гармонизации интересов государства, недропользователя и инвестора.

В свете сказанного выше при формировании “Концепции” определению термина “методы увеличения нефтеотдачи” придавалось первостепенное значение, ибо от четкости этого определения в значительной мере зависит степень прозрачности всей системы государственного управления рациональным использованием запасов нефти, в том числе и степень гармонизации экономических интересов субъектов нефтяного бизнеса.

Анализ мировой и отечественной практики, учет несовершенства нынешнего этапа рыночных отношений в нашей стране диктуют необходимость отнесения к методам увеличения нефтеотдачи только третичных и четвертичных методов, т.е. тепловых, газовых и физико-химических, их сочетание между собой и с заводнением.

Именно стимулирование этих методов позволит в сжатые сроки кардинально повысить потенциал нефтеотдачи трудноизвлекаемых запасов, а следовательно, и переломить многолетнюю негативную тенденцию ее снижения.

Что касается улучшенных методов заводнения, то эти методы в нашей стране применяются в основном для улучшения разработки активных запасов. Такие мощные средства интенсификации, как ГРП, горизонтальные скважины, боковые стволы, которые для этого применяются, не ухудшают в целом экономические показатели проектов, хотя не всегда дают и ежеминутную выгоду. Об этом, в частности, свидетельствуют показатели большинства проектов, представленных на ЦКР Минэнерго.

В целом, применение улучшенных методов заводнения в лучшем случае могут обеспечить достижение проектной нефтеотдачи, а потому решить проблему повышения нефтеотдачи в стране с их помощью не удается.

Таким образом, предлагаемое в “Концепции” определение термина “методы увеличения нефтеотдачи” позволяет:

— установить максимально возможную прозрачность стимулирования работ по повышению нефтеотдачи в стране;

— установить единую фискальную систему, исключающую получение сверхприбылей, а значит, увеличить бюджетные возможности для решения проблемы преодоления бедности;

— создать условия для преодоления негативной тенденции снижения нефтеотдачи в возможно короткие сроки;

— создать условия для развития отечественных методов увеличения нефтеотдачи и диверсификации нефтедобычи на основе развития отечественных смежных отраслей по техническому и информационному оснащению методов увеличения нефтеотдачи.

Источник