Добыча нефти по месяцам, скв.3001

Состояние и перспективы промысловых
испытаний термогазового метода увеличения
нефтеотдачи на Средне-Назымском
месторождении баженовской свиты
А.А. Боксерман (ОАО «Зарубежнефть») В.И. Кокорев (ОАО «РИТЭК»)
г. Речица, Республика Беларусь
1-4 октября 2013 г.
Сущность термогазового метода
повышения нефтеотдачи (ТГВ)
 Интегрированный метод увеличения нефтеотдачи, сочетающий в себе
тепловое и газовое воздействие, был предложен в 1971 г. и получил
название «термогазовый» метод.
 Закачка воздуха и его трансформация в эффективные вытесняющие агенты
(углекислый газ, легкие углеводороды) за счет внутрипластовых
окислительных и термодинамических процессов.
 Использование природной энергетики пласта – повышенной пластовой
температуры (свыше 65-70оС) для самопроизвольного инициирования
внутрипластовых окислительных процессов и формирования
высокоэффективного вытесняющего агента.
 Широкая доступность и низкая стоимость базовых закачиваемых агентов –
воздуха и воды.
 Полная внутрипластовая утилизация кислорода.
2
Механизм термогазового воздействия
уровень пластовой температуры
Характерные зоны при термогазовом воздействии
3
Технологические результаты промысловых испытаний
закачки воздуха на месторождениях легкой нефти
согласно международному соглашению «ИНТЕРНЕФТЕОТДАЧА»
МНТК «Нефтеотдача» (СССР) – НК «Амоко» (США)
Объекты
Гнединцы
(Украина)
MPHU
(США)
Пластовая
температура, °C
Некоторые технологические результаты
48
Прирост нефтеотдачи – 8 п.п. Нефтеотдача –
68%. Увеличение добычи нефти в 2-4 раза.
Дополнительная добыча легких фракций –
25%. Полная утилизация кислорода.
110
Увеличение добычи нефти в 2-4 раза.
Нефтеотдача – 60%. Дополнительная добыча
легких фракций – 15% от дополнительной
добычи нефти. Полная утилизация
кислорода.
Гнединцы (СССР) – истощенное после заводнения меторождение
легкой нефти.
MPHU (США) – низкопроницаемый карбонатный коллектор,
легкая нефть.
4
ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕРМОГАЗОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ В США
Проекты применения термогазового МУН в США (2011 г.)
Месторождение
Год начала
Тип
Порис
реализации коллекто тость,
проекта
ра
%
Проница
емость,
мД
Глубина,
м
Вязкость
нефти,
сП
Температура,
°С
Нефтео Годовая добыча
тдача,
общая/за счет
%
МУН, тыс.т./год
Рентабельность
Medicine Pole Hills
Unit
West Medicine Pole
Unit
1985
Д
17
15
2900
2
110
60
20/20
Усп.
2001
Д
17
10
2900
2
102
34
49/49
Усп.
South Medicine Pole
Unit
2003
Д
17
10
2800
2
106
40
20/20
Усп.
Cedar Hills North Unit
2002
Д
18
10
2740
2
102
637/637
Усп.
West Cedar Hills Unit
2003
Д
17
10
2740
2
102
53
53
29/29
Усп.
Buffalo
1979
Д
20
10
2580
2
102
64
23/23
Усп.
West Buffalo
1987
Д
20
10
2580
2
102
64
18/18
Усп.
South Buffalo
1983
Д
20
10
2580
2
102
64
40/40
Усп.
Pennel Phase 1
2002
Д
17
10
2680
1.44
93
48
21/8
Усп.
Pennel Phase 2
2002
Д
17
10
2680
1.44
93
46
78/5
Об.
Little Beaver
2002
Д
17
10
2530
1.44
93
28
83/38
Об.
5
Концентрация С5+ в добываемых газах, кг/т
Динамика концентрации C5+ в добываемых газах
в зависимости от времени с начала ТГВ
350
300
250
200
150
100
Гнединцы
50
МПХЮ
0
0
2
4
6
8
Количество лет с начала закачки воздуха
10
12
Применение термогазового метода для разработки
нетрадиционных коллекторов баженовской свиты
Баженовская свита (БС)
•
Представлена нефтематеринской породой, в которой еще не завершены
процессы преобразования органического вещества – керогена в
углеводороды.
•
Площадь распространения
– вся Западная Сибирь
более 1 млн. км2
•
•
Удельные геологические ресурсы легкой нефти
0,8-2,1 тонн/м2
Общий ресурс
более 1 трлн. тонн
•
Сложные емкостные и фильтрационные свойства.
•
Нефтеотдача традиционными способами
3-5%
7
Основные особенности нефтекерогеносодержащих пород баженовской свиты
• Углеводородные ресурсы баженовской свиты содержатся в
двух формах:
– в органическом веществе – керогене;
– в форме легкой нефти, являющейся продуктом генерации
органического вещества – керогена.
• Нефтекерогеносодержащие породы представлены двумя
принципиально отличными типами:
– микротрещиноватым (порово-трещиноватым) – матрицей;
– макротрещиноватым (трещинно-кавернозным) коллектором.
Литолого-физическая характеристика пород
баженовской свиты и вмещающих ее отложений
Плотность, т/м3
Содержание материала, % (объемные)
Характеристика
и номер литотипа
глинистого
кремнистого
карбонатного
керогена
(Ккер)
Естественная
радиоактивность,
Водородосодержание,
%
твердой
фазы
объемна
я
Скорость
продольны
х волн,
м/сек
Среднее
электр.
сопротивление,
Ом*м
67
58-80
10
5-20
следы
10
5-6
30-42
30
2,7
2,5-2,9
2,45
2,35-2,60
3000-3700
70
II Керогеноглинистый
43
37-50
20
15-25
5
0-10
20
12-30
5-13
35-40
35
2,55
2,4-2,9
2,3
2,25-2,45
2750-3200
70-2000
III Глинистокерогенокремнистый
24
13-32
40
30-50
10
5-15
30
25-36
13-19
30-42
30
2,45
2,2-2,8
2,25
2,15-2,35
2650-3200
200-2000
IV Глинистокремнистокерогенный
23
22-25
27
20-35
15
10-20
40
35-45
19
35-42
-
2,3
2,0-2,5
2,15
2,00-2,25
2650-3200
500-2000
V Глинистокерогенокарбонатный
26
10-35
15
10-30
35
20-40
22
15-30
6-12
25-35
-
2,55
2,4-2,9
2,35
2,25-2,50
3200-4500
200-2000
VI Керогеноглинистокарбонатный
25
16-35
15
10-20
50
40-60
15
10-20
0-6
15-30
-
2,65
2,4-3,0
2,4
2,3-2,5
3200-4800
180-3200
VII Карбонатный
10
10
60
4
3
15
2,78
2,6-3,0
2,6
2,5-2,65
4800-5250
900-3300
I
Глинистый
9
Фильтрационно-емкостные характеристики
пород баженовской свиты в значительной мере
определяются уровнем пластовой температуры
10
Зависимость выхода нефти из пород
баженовской свиты от температуры
Выход нефти из породы
0,1
0,09
Объемный выход нефти, м3/м3
0,08
Массовый выход нефти, кг/кг
0,07
0,06
0,05
0,04
0,03
0,02
0,01
0
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0
Температура, С
 Согласно результатам экспериментальных исследований кернов
пород БС при их нагреве до 250-350ºС из микротрещиноватой породы
извлекается легкая нефть, объем которой сопоставим и даже может
превышать количество легкой нефти из макротрещиноватых пород.
 Количество образующихся при окислении керогена УВ газов и легкой
нефти может достигать 60% от массы разложившегося керогена.
11
Принципиальная технологическая схема
ТГВ на пласты баженовской свиты
12
Принципиальная технологическая схема
ТГВ на пласты баженовской свиты
Зона Зона Зона смеш. Нефтяной
горения пара вытеснения
вал
Теплоперенос Образование
трещин
Матрица (недренируемая зона)
Воздух+вода
Дренируемая зона
Выход дополнительной
нефти из матрицы
Матрица (недренируемая зона)
Эффективность теплового воздействия на матрицу определяется :
- темпами закачки в пласт воды и воздуха;
- величиной водовоздушного отношения.
Участки промысловых испытаний техники, оборудования и
контроля за процессом закачки воздуха в пласт
Карта удельной продуктивности
коллектора (Kпрод) нижненутлеймской подсвиты
(по ЗАО «МиМГО»)
Участок ТГВ № 1 (скв.219):
Нагнетательная скважина: № 219
Реагирующие скважины: №№ 401,
3000, 3001, 3002
229
Участок 2
3009
3008
Участок ТГВ № 2 (скв.210):
Нагнетательная скважина: № 3003
Реагирующие скважины: №№ 210,
3007, 3009
Kпрод,
м3/(сут×МПа)
14
Падение пластового давления до начала закачки
360
well 219
well 3001
310
well 3000
well 3002
Давлен ие, aтм
260
well 401
210
Закачка
воздуха, 219
well
160
Давление
насыщения
110
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
Накопленная добыча нефти, т
При продолжении добычи на естественном режиме добыча составила бы около 100
тыс. тонн при падении давления ниже давления насыщения.
При закачки воздуха давления возросло на 50-100 атм.
Добыча углеводородных газов, скв. 3001
За счет ТГВ было дополнительно добыто более 300 тыс. нм3 углеводородных газов.
За периоды ТГВ, газовый фактор скв.
3001 возрастал от 120 до 200, за счет
увеличения добычи углеводородных
газов, в основном метана.
C8+
C8+
C1 – C4 C5 – C7
C1 – C4
C5 – C7
Первые результаты опытной закачки воздуха в 2010 г.
Анализ данных о фракционном составе и физических свойствах
нефти наблюдательных скважинах
Анализ данных о фракционном составе и физических
свойствах нефти наблюдательных скважинах
 На 5% уменьшилась плотность нефти.
 Фракционный состав изменился в сторону увеличения
содержания легких фракций.
Физические свойства нефти (скв.3000)
Плотность нефти (при T = 20 ºC)
Январь-2009
837 кг/м3
Январь-2010
800 кг/м3
Анализ данных о составе газа и
динамики газового фактора
 Увеличение объема УВ газов в 2 раза.
 Увеличение доли CO2 и N2 в добываемых
газах.
 Отсутствие кислорода в добываемых
газах.
Состав газа в добывающих скважинах
17
Добыча нефти по месяцам, скв.219
18
Добыча нефти по месяцам, скв.401
19
Добыча нефти по месяцам, скв.3000
20
Добыча нефти по месяцам, скв.3001
21
Добыча нефти по месяцам, скв.3002
22
Добыча нефти по месяцам, участок ТГВ в районе скв.219
23
Результаты работы опытного участка ТГВ в
районе скв. № 219
Начальные геологические запасы, тыс.т
7885
Геологические запасы в дренируемых зонах и матрице, тыс.т
2140
Добыча на естественном режиме (сентябрь 2009), тыс.т
82
5%
219
17%
45%
Расчетный КИН на естественном режиме (при снижении 4,4%
Фактический КИН на естественном режиме при среднем
3,8%
давлении 166 атм.(сентябрь 2009)
Текущая добыча тыс.т (1 сентября 2013)
Суммарная закачка воздуха (1 марта 2013), млн. норм. м3
Текущий КИН (при повышении давления за счет ТГВ в
3000
12%
давления до давления насыщения 117 атм.)
410
3001
21%
3002
111
7
5,2%
среднем до 210 атм.)
Расчетный КИН при ТГВ
40%
Воздухо-нефтяное отношение, м3/тонну
240
За период ТГВ в скв. 219 было
закачано около 7 млн.нм3
воздуха. Давление в залежи
повысилось в среднем до 210
атм.
Добыча на 1 сентября 2013 года составляет 111 тыс. тонн, что уже превышает добычу на
естественном режиме (текущий КИН 5,2%). Воздухо-нефтянгое отношение – 240
м3/тонну. Применение термогазового воздействия должно привести к существенному
24
увеличению нефтеотдачи на БС (расчетный КИН на участке 219 скв. равен 40%).
Результаты промысловых исследований с 2010 года
на опытном участке Средне-Назымского месторождения
Таким образом, получены следующие основные результаты
• В добываемых газах полностью отсутствует кислород за весь период реализации
термогазового воздействия на опытном участке. Это подтверждает протекание активных
самопроизвольных окислительных процессов и возможность обеспечения безопасной
реализации нового способа разработки месторождений баженовской свиты.
• В период термогазового воздействия наблюдалось увеличение объемов добычи
углеводородного газа – газовый фактор добывающих скважин возрастал со 100 м3/т до
300-400 м3/т, что подтверждает факт использования керогена в качестве топлива при
реализации термогазового воздействия.
• Анализ добываемой нефти показал существенное увеличение легких и средних
фракций (и снижение доли тяжелых), что также является следствием пиролиза и
крекинга керогена. Кроме того, возможно, что уже поступила легкая нефть и из
недренируемых зон в дренируемые.
• Пластовое давление в окресности скв.3002 увеличилось до 210 атм (на 25-30 атм), что
подтверждает положительное влияние гидродинамического воздействия в период
закачки воды. В результате, уже в течение 3-х лет дебит нефти не только восстановился,
но и уже несколько увеличился до 2-3 т/сут.
• Накопленная добыча за период опытных работ достигла величины примерно 120 тыс.т,
что на 40 тыс.т выше накопленной добычи до начала опытных работ и на 25 тыс.т
больше даже оптимистичной оценки потенциала естественного режима. В настоящее
время нефтеотдача составляет 5.7%.
25
Результаты промысловых исследований с 2010 года
на опытном участке Средне-Назымского месторождения
Кроме того, важно отметить, что воздухо-нефтяное отношение 240
м3/т, что в 5-10 раз меньше чем результаты опыта США применения
закачки воздуха на месторождениях легкой нефти с карбонатными
коллекторами.
Это является подтверждением не только извлечения дополнительной
нефти из керогена, а также, возможно, из недренируемых зон, но и
отмеченным выше формированием смешивающегося вытеснения.
Выполнена не только задача первого этапа – подтверждена
возможность реализации способа для условий БС, но и
подтверждается основные особенности нового способа разработки,
определяющие его высокий технологический потенциал.
Именно это позволит перейти ко второму этапу, основная задача
которого – получение максимально возможного технологического
эффекта.
26
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
27