Регистрация / Вход
Прислать материал

14.607.21.0022

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Общие сведения
Номер
14.607.21.0022
Тематическое направление
Рациональное природопользование
Исполнитель проекта
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук
Название доклада
Разработка термотропных гелеобразующих и золеобразующих высоковязких композиций для повышения нефтеотдачи и технологий их применения совместно с термическими методами добычи нефти
Докладчик
Алтунина Любовь Константиновна
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Проект направлен на решение проблем повышения эффективности добычи нефти заводнением и термическими методами за счет комплексирования с физико-химическими методами увеличения нефтеотдачи; обеспечения нефтяной промышленности эффективными технологиями увеличения нефтеотдачи и реагентами отечественного производства для их реализации.
Цели исследования:
- разработка и исследование новых составов гелеобразующих и золеобразующих высоковязких композиций, используемых для закачки в нефтяные пласты для увеличения нефтеотдачи, снижения обводненности добывающих скважин и интенсификации добычи нефти в осложненных условиях эксплуатации, в том числе для месторождений высоковязких нефтей, разрабатываемых паротепловым воздействием;
- создание технологий применения новых гелеобразующих и золеобразующих композиций и способов их закачки совместно с термическими методами добычи высоковязкой нефти, такими как закачка горячей воды и пара, апробация технологий в промысловых условиях.
Задачи исследования:
- разработать термотропные неорганические и полимерные композиции, образующие непосредственно в пласте гели или золи, создающие отклоняющие экраны; загущенную композицию на основе ПАВ с регулируемой вязкостью и щелочностью для увеличения коэффициента нефтевытеснения и охвата пласта при паротепловом воздействии; провести экспериментальные лабораторные исследования;
- разработать технологии увеличения нефтеотдачи и селективной водоизоляции, способы закачки композиций; технологию покомпонентной закачки композиций для внутрипластовой генерации гелей за счет гидродинамической дисперсии; компьютерную расчетную методику для планирования закачки; рекомендации по применению технологий.
Актуальность и новизна исследования
В настоящее время в мире и в России большинство нефтяных месторождений находится на поздней стадии разработки, с высокой обводненностью, особенно месторождения, разрабатываемые заводнением и паротепловым воздействием. При этом текущий коэффициент извлечения нефти (КИН) часто менее 20%. Это делает актуальным применение физико-химических методов повышения нефтеотдачи, в особенности ограничения водопритока с использованием гель-технологий.
Актуальность исследований по проекту определяется необходимостью повысить эффективность заводнения – основного метода добычи нефти в России; снизить (стабилизировать) обводненность добываемой нефти; увеличить масштаб применения технологий увеличения добычи нефти и изоляции водопритоков; повысить эффективность термических методов добычи высоковязкий нефтей; обеспечить нефтяную промышленность эффективными реагентами отечественного производства.
Принципиальная научная новизна исследований заключается в использовании для повышения эффективности заводнения и комплексного паротеплового и физико-химического воздействия внутрипластовой термотропной генерации гелей и золей с авторегулируемой вязкостью на основе неорганических и полимерных систем и композиций ПАВ, позволяющих увеличивать нефтеотдачу не только за счет увеличения коэффициента нефтевытеснения, но и повышения коэффициента охвата пласта, а также в технологических решениях проекта – совместном использовании композиций, генерирующих в пласте подвижные золевые и неподвижные гелевые экраны для увеличения охвата и повышения нефтеотдачи при заводнении и паротепловом воздействии, и комплексе технологических вариантов закачки: градиентной и покомпонентной закачке, реагентоциклики.
Описание исследования

Аналитический обзор научных информационных источников: статей в ведущих зарубежных и российских научных журналах, монографий и патентов за период 2009–2013 гг., патентные исследования в соответствии с ГОСТ 15.011-96 на глубину 20 лет и теоретические исследования показали перспективность предлагаемых направлений.

При разработке составов химических композиций, используемых для закачки в нефтегазовые пласты в целях снижения обводненности добывающих скважин, выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин, перераспределения фильтрационных потоков для увеличения нефтеотдачи и интенсификации добычи нефти, в том числе в осложненных условиях эксплуатации, предложено использовать композиции, образующие непосредственно в пласте гели или золи, создающие неподвижные (гелевые) или подвижные (золевые) отклоняющие экраны для перераспределения фильтрационных потоков, увеличения охвата пласта заводнением или паротепловым воздействием. В качестве компонентов составов использовали продукты многотоннажного химического производства, с предпочтением недорогих отечественных продуктов, что позволяет создать эффективную конкуренцию существующим химическим технологиям повышения нефтеотдачи, таким как полимерное заводнение и т.п.

При разработке технологий увеличения нефтеотдачи, интенсификации добычи нефти и селективной водоизоляции, способов закачки химических композиций, учитывали, что технологии должны быть экологически безопасны, максимально использовать стандартное промысловое оборудование для приготовления и закачки составов, чтобы облегчить внедрение и снизить себестоимость и технологическую сложность работ.

Экспериментальные лабораторные исследования кинетики гелеобразования, реологических, фильтрационных и нефтевытесняющих свойств золе- и гелеобразующих систем: неорганической системы «соль Al – карбамид – вода – ПАВ», полимерных систем «раствор полимера с нижней критической температурой растворения (эфира целлюлозы) – карбамид», а также нефтевытесняющих композиций, содержаших ПАВ, карбамид, соли аммония и алюминия, – позволили определить оптимальные составы композиций и область их применимости.

Разработка компьютерной модели формирования отклоняющих экранов при закачке гелеобразующих и золеобразующих композиций позволила создать расчетную методику для планирования закачки композиций для увеличения нефтеотдачи, ограничения водопритока и интенсификации добычи нефти: расчета необходимого количества химреагентов, схемы закачки и прогноза эффективности. Исходным языком является расширенный язык XML среды разработки MathSoft MathCad v13. Текст программы представлен в виде листа пакета MathCad.

Для осуществления апробации созданных технологий на опытных участках месторождений разработаны технологические инструкции для нефтедобывающих или сервисных компаний, выданы рекомендации по применению технологий увеличения нефтеотдачи для различных геолого-физических условий месторождений.

Для оценки эффективности разработанных технологий увеличения  нефтеотдачи, интенсификации добычи нефти и ограничения водопритока с применением термотропных неорганических и полимерных золе- и гелеобразующих композиций, а также загущенной композиции на основе ПАВ с регулируемой вязкостью и щелочностью, проведена их апробация на пермокарбоновой залежи высоковязкой нефти Усинского месторождения, в том числе на участке ПТВ-3, разрабатываемом паротепловым и пароциклическим воздействием. За 2014-2016 гг. проведена апробация технологий увеличения нефтеотдачи и ограничения водопритока на Усинском месторождении: с применением неорганической гелеобразующей композиции в 3 добывающих скважинах при естественном режиме разработки, в 1 паронагнетательной и 2 пароциклических скважинах; с применением термообратимой полимерной гелеобразующей композиции – в 10 добывающих скважинах на участке ПТВ-3 и золеобразующей нефтевытесняющей композиции с регулируемой вязкостью и щелочностью в 8 паронагнетательных скважинах, подтвердившая эффективность композиций и технологий при естественном режиме разработки и паротепловом воздействии.

Для изучения влияния разработанных технологий увеличения нефтеотдачи на физико-химические свойства нефтей и пластовых вод, микрофлору нефтяного пласта проведены экспериментальные лабораторные исследования, регулярно проводился отбор и анализ проб из скважин на опытных и контрольных участках. За 2014-2016 гг. проведены сбор промысловых данных, анализ проб 237 образцов нефтей и пластовых вод из скважин пермо-карбоновой залежи Усинского месторождения.

Результаты исследования

Для закачки в нефтяные пласты с целью увеличения нефтеотдачи, снижения обводненности продукции добывающих скважин и интенсификации добычи нефти в осложненных условиях эксплуатации, в том числе для месторождений высоковязких нефтей, разрабатываемых паротепловым воздействием, созданы термотропные композиции на основе неорганических и полимерных систем, образующие непосредственно в пласте гель или золь, а также золеобразующие нефтевытесняющие композиции на основе ПАВ с регулируемой вязкостью и щелочностью. Фактором, вызывающим золе- и гелеобразование, является тепловая энергия пласта или закачиваемого теплоносителя. Разработаны лабораторные технологические регламенты получения композиций.

Термотропные гелеобразующие и золеобразующие композиции имеют следующие характеристики: применимость в широком интервале пластовых температур (20-320 °С); низкие температуры застывания, гомогенность; сохраняют свои вязкостные характеристики; обладают термоокислительной устойчивостью в высоко минерализованных пластовых водах, до 300 г/дм3; высокую проникающую способность, активизирующие пластовую микрофлору, применимы в широком диапазоне: для пластов с полимиктовыми, карбонатными и другими коллекторами, различной структуры и проницаемости, от 1mD до 20D, в том числе для низкопроницаемых, высоконеоднородных, трещиноватых пластов, разрабатываемых заводнением или паротепловым воздействием.

В условиях, моделирующих пластовые,  определены фильтрационные характеристики и коэффициенты нефтевытеснения для типичных месторождений легкой и высоковязкой нефти, в частности, для пермо-карбоновой залежи Усинского месторождения, разрабатываемого с применением паротеплового и пароциклического воздействия на пласт. Разработана компьютерная модель формирования отклоняющих экранов при закачке гелеобразующих и золеобразующих композиций. Создана расчетная методика для планирования закачки композиций для увеличения нефтеотдачи, ограничения водопритока и интенсификации добычи нефти: расчета необходимого количества химреагентов, схемы закачки и прогноза эффективности.

Разработаны технологии и технологические инструкции применения гелеобразующих и золеобразующих композиций при заводнении и паротепловом воздействии для увеличения нефтеотдачи, интенсификации добычи нефти и ограничения водопритоков. Предложены различные варианты закачки композиций – реагентоциклика, градиентная, покомпонентная. Технология покомпонентной закачки композиций основана на внутрипластовой генерации гелей в заданном месте пласта за счет гидродинамической дисперсии. Проведена успешная апробация технологий на пермо-карбоновой залежи высоковязкой нефти Усинского месторождения. После закачки композиций наблюдается устойчивое снижение обводненности и увеличение добычи нефти. Так, за счет закачки в 2014-2015 гг. золеобразующей нефтевытесняющей композиции с регулируемой вязкостью и щелочностью в 8 паронагнетательных скважин Усинского месторождения дополнительно добыто более 76 тыс.т нефти.

Полученные результаты соответствуют мировому научно-техническом уровню и техническим требованиям к выполняемому проекту, критической технологии «Технологии поиска, разведки, разработки месторождений полезных ископаемых и их добычи».

По результатам работы получен патент РФ на изобретение №2577556, заявка № 2015108521 от 11.03.2015 «Состав для повышения нефтеотдачи пластов и способ его приготовления».

 

Практическая значимость исследования
Разрабатываемые технологии с использованием термотропных гелеобразующих и золеобразующих композиций предназначены для проведения обработок нефтяных добывающих, а также водо- и паронагнетательных скважин с целью повышения нефтеотдачи за счет увеличения охвата пласта заводнением или паротепловым воздействием, интенсификации добычи нефти, ограничения водопритока, для месторождений с высоко неоднородными коллекторами. Потенциальные потребители результатов работы – нефтегазодобывающие компании России ПАО «ЛУКОЙЛ», «РОСНЕФТЬ», «ГАЗПРОМ НЕФТЬ», «ГАЗПРОМ» и его дочерние предприятия и др. Перспективно применение создаваемых технологий на месторождениях Казахстана, Вьетнама, Китая, Саудовской Аравии, ОАЭ, Омана, Ирана, США, Канады и др. Конкретные потребители научно-технических результатов: ООО «ОСК»; филиал ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «ПермНИПИнефть» в г. Перми.
Для практического внедрения планируемых результатов предполагается выполнение опытно-технологических работ, организация опытно-промышленного и промышленного производства композиций. Прогнозируемые объемы применения – обработка 100-300 скважин в год, предполагаемые сроки окупаемости затрат 10-12 месяцев.
Применение новых экологически безопасных технологий увеличения нефтеотдачи и интенсификации добычи нефти позволит: продлить рентабельную эксплуатацию месторождений, находящихся на поздней стадии разработки; вовлечь в разработку месторождения с трудно извлекаемыми запасами нефти, в том числе залежи высоковязких нефтей; увеличить конечный коэффициент извлечения нефти на 2-7%; снизить обводненность продукции добывающих скважин на 5-30%; интенсифицировать добычу нефти в 1.2-1.3 раза; проводить технологические операции в температурном интервале 20-320С и минерализации пластовой воды до 300 г/дм3.
Масштабное промышленное применение разработанных новых технологий увеличения нефтеотдачи позволит продлить рентабельную эксплуатацию месторождений, находящихся на поздней стадии разработки, и вовлечь в разработку месторождения с трудно извлекаемыми запасами углеводородного сырья, в том числе залежи высоковязких нефтей и месторождения Арктического региона, будет способствовать развитию нефтедобывающей промышленности России, расширению ее топливно-энергетической базы.
Презентация

Soglashenie_14_607_21_0022.ppt