ТЕРМОГАЗОВОЕТЕРМОГАЗОВОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕВОЗДЕЙСТВИЕ - -

ИННОВАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИННОВАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СИБИРИ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СИБИРИ

А.А. Боксерман (ОАО «Зарубежнефть»),А.А. Боксерман (ОАО «Зарубежнефть»), В.А. Савельев, И.С. Джафаров (ОАО «Газпромнефть»),В.А. Савельев, И.С. Джафаров (ОАО «Газпромнефть»), А.Г. Соломатин (ОАО «ВНИИнефть»), А.Г. Соломатин (ОАО «ВНИИнефть»), Д.Т. Миронов (ООО «ТехноОйл сервис»)Д.Т. Миронов (ООО «ТехноОйл сервис»)

Докладчик: А.Г. Соломатин (ОАО «ВНИИнефть»)Докладчик: А.Г. Соломатин (ОАО «ВНИИнефть»)

Эволюция мировой добычи нефти и конденсатаЭволюция мировой добычи нефти и конденсата (Расчетный сценарий Геологической службы США (USGS)).

В 1983 году потребление нефти в мире впервые превысило открытие новых запасов

В 1983 году потребление нефти в мире впервые превысило открытие новых запасов

С 1980 года в России не было новых открытий крупных месторождений нефти

С 1980 года в России не было новых открытий крупных месторождений нефти

Где взять нефть?Как обеспечить энергетическую безопасность?

Поиск новых месторождений нефтиНетрадиционные запасы (битумы, сланцы, газовые

гидраты и др.)Повышение КИНЭксперты оценивают перспективы нетрадиционных

источников энергии (биотопливо, газовые гидраты, атомная энергетика и пр.) пока слабыми.

В.В.Путин: «В ближайшие 15 лет альтернатив нефти и газу не ожидается».

Анализ и обобщение мирового и отечественного опыта воспроизводства сырьевой базы нефтедобычи показывают, что приоритетным направлением прироста запасов нефти в настоящее время становятся современные методы увеличения нефтеотдачи (МУН), особенно интегрированные технологии, сочетающие в себе комбинацию различных методов (тепловых, газовых и физико-химических). Все более актуальным становится решение проблемы освоения все возрастающей доли трудноизвлекаемых запасов нефти на разрабатываемых и обустроенных месторождениях России.

Большие перспективы в решении этой проблемы по нашему твердому убеждению связаны с применением термогазовой технологии - ТГВ.

Впервые предложен в 1971 г во ВНИИнефть и имеет отечественный приоритет

Метод основан на закачке воздуха в пласт и его трансформации в эффективные вытесняющие агенты за счет внутрипластовых окислительных процессов.

Термогазовая технология имеет принципиальные отличия от обычно понимаемого процесса внутрипластового горения, реализуемого на высоковязких нефтях.

аа

Зоны Зоны 1 2 1 2 3 3 4 5 4 5

NN22 CO CO22 ШФЛ ШФЛУУ НефтьНефть

Кислород ВодаКислород Вода

Зон

а н

агн

етан

ия

возд

уха

Зон

а н

агн

етан

ия

возд

уха

З

она

добы

чи

неф

тиЗо

на

добы

чи

неф

ти

Зона

НТ

О р

еакц

ийЗо

на Н

ТО

реа

кций

П

ерех

одна

я зо

на

Пер

еход

ная

зона

Зона нагрева воздуха Зона начальной температурыЗона нагрева воздуха Зона начальной температуры

бб

При сухом внутрипластовом горении в пласте с высоковязкой

нефтью 60-80 % вытеснения реализуется в области фронта горения. В термогазовой технологии на фронте

высокотемпературных реакций вытесняется всего 5-15 % нефти.

В результате окислительных реакций непосредственно в пласте вырабатывается высокоэффективный газовый агент содержащий азот, углекислый газ и ШФЛУ.

Основное вытеснение обеспечивается именно газовыми агентами

Высокая эффективность достигается за счет реализации полного или частично смешивающегося вытеснения.

Исследования на кернах показали, что после закачки воздуха остаточная нефтенасыщенность за фронтом вытеснения снижается до 5-7%.

Высокие пластовые температуры создают условия для полного потребления кислорода, гарантируют безопасное ведение процесса

В 1980-х и начале 1990-х г.г. в рамках Программы проектов промысловых испытаний и освоения современных МУН метод термогазового воздействия прошел успешные испытания на месторождениях Украины, Азербайджана, США, в т.ч. в соответствии с международным соглашением «Интернефтеотдача» МНТК «Нефтеотдача» (СССР) – НК «Амоко» (США)

В результате промысловых испытаний закачки воздуха на данных месторождениях было достигнуто существенное увеличение добычи нефти (в 1.5 раза и более), увеличение нефтеотдачи (до 64% и более), а также обеспечена полная утилизация кислорода.

Однако впоследствии Программа была свернута и до сих пор не восстановлена!

148

964971

774

0

200

400

600

800

1000

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Годы

До

бы

ча н

ефти

, ты

с.то

нн

/го

д

Добыча нефти в США

за счет термогазовой

технологии

Тем временем в США промысловые испытания и освоение термогазовой технологии получают все большее развитие. Если в 2002 г. технология ТГВ в США применялась на 5-ти объектах, то в 2009 г. уже на 11.

Ряд проектов имеют промышленный масштаб:месторождение Cedar Hills – более 200

действующих скважин.

МесторождениеДата

начала проекта

Тип коллек-

тора

Пористость, %

Проницае-мость, мД

Глубина, м

Вязкость нефти, сП

Темпера-

тура, 0С

Нефте-отдача,%

Годовая добыча общая/ за счет

МУН, тыс.тонн/год

Medicine Pole Hills 1985 Д 17 15 2900 2 110 42 14/14West Medicine Pole

Unit2001 Д 17 10 2900 2 102 34 51/51

North Ceder Hills Unit

2002 Д 18 10 2740 2 102 53 572/572

Buffalo 1979 Д 20 10 2580 2 102 64 20/20

West Buffalo 1987 Д 20 10 2580 2 102 64 12/12

South Buffalo 1983 Д 20 10 2580 2 102 64 48/48West Ceder Hills

Unit2003 Д 17 10 2740 2 102 53 43/43

South Medicine Pole Unit

2003 Д 17 10 2800 2 106 40 22/22

Pennel Phase 1 2002 Д 17 10 2680 1,44 93 48 21/8

Pennel Phase 2 2002 Д 17 10 2680 1,44 93 46 78/5

Little Beaver 2002 Д 17 10 2530 1,44 93 28 83/38

964/833Итого в год

Проекты по термогазовому МУН на конец 2009 г.Проекты по термогазовому МУН на конец 2009 г.

Относительная простота реализации Нулевая стоимость используемого газового агента

(природный газ, СО2, азот, применяемые в проектах «газового заводнения», необходимо либо вырабатывать, либо, по крайне мере, транспортировать к месту закачки, что стоит определенных денег, тогда как воздух бесплатен и всегда рядом в неограниченных количествах)

Возможность применения технологии на объектах с весьма низкопроницаемыми (10.10-3 мкм2 и менее) и низкопористыми (менее 15 %) коллекторами

Возможность применения на объектах с водочувствительными коллекторами, не пригодными для заводнения

Высокий потенциал по приросту нефтеотдачи, в том числе на объектах в значительной степени выработанных при заводнении (при нефтенасыщенности менее 40 % и даже 30 %)

Важнейшим преимуществом технологии является возможность ее осуществления при весьма редких сетках скважин – до 100 га/скв., что крайне важно для глубокозалегающих пластов

Возможность использования скважин обычной конструкции и реализации технологии на разбуренных месторождениях

К благоприятным для реализации технологии объектам относятся месторождения с высокой пластовой температурой и относительно высоким пластовым давлением. Нефти в таких месторождениях, как правило, относительно маловязкие.

Практически все месторождения Сибири с глубинами залегания более 2000 м являются кандидатами для применения технологии ТГВ.

Сегодня разработка сибирских месторождений ведется преимущественно путем закачки холодной воды в пласт.

Проектирование разработки, как правило, осуществляется на изотермических моделях вытеснения

Закачка воды с начальной пластовой температурой (80 оС- вариант 1) и холодной (8 оС- вариант 2) воды

Снижение нефтеотдачи более чем на 3 %

Одним из крупнейших в Сибири является Приобское месторождение.

Приобское месторождение содержит трудноизвлекаемые запасы нефти в низкопроницаемых коллекторах - 72 % от всех извлекаемых запасов промышленных категорий. Предполагаемое относительно низкое конечное извлечение нефти при разработке с применением заводнения (20…29% на различных участках, рассчитанное на изотермических моделях) на Приобском месторождении предопределяет актуальность и необходимость разработки и внедрения инновационных МУН.

Особенности геолого-физических характеристик продуктивных пластов Приобского месторождения, в первую очередь повышенный уровень пластовой температуры (до 100 ОС и более), являются важной предпосылкой целесообразности применения здесь термогазовой технологии

Одним из крупнейших в Сибири является Приобское месторождение.

Приобское месторождение содержит трудноизвлекаемые запасы нефти в низкопроницаемых коллекторах - 72 % от всех извлекаемых запасов промышленных категорий. Предполагаемое относительно низкое конечное извлечение нефти при разработке с применением заводнения (20…29% на различных участках, рассчитанное на изотермических моделях) на Приобском месторождении предопределяет актуальность и необходимость разработки и внедрения инновационных МУН.

Особенности геолого-физических характеристик продуктивных пластов Приобского месторождения, в первую очередь повышенный уровень пластовой температуры (до 100 ОС и более), являются важной предпосылкой целесообразности применения здесь термогазовой технологии

По инициативе ОАО «Газпромнефть» начаты работы по обоснованию целесообразности проведения промысловых испытаний ТГВ на Приобском месторождении

В цели работы входят: Оценка технологического потенциала ТГВ, в т.ч.

оценка ожидаемой величины прироста извлекаемых запасов нефти без затрат на разведку.

Сопоставление экономических показателей ТГВ и традиционного заводнения

В настоящее время ведется работа по составлению технологического документа на проведение опытно-промышленных работ.

«УфаНИПИнефть» (Телин А.Г., Макатров А.К.)

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Vзак/Vпор

коэф

фи

ци

ент

вы

тесн

ени

я,

кол

иче

ств

о в

ыте

снен

но

го г

аза

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

град

иен

т д

авл

ени

я, 1

0-1

МП

а/м

1 - коэффициент вытеснения нефти, д.е. 2 - количество вытесненного газа, д.е. объема пор 3 - градиент давления,*10^-1 МПа/м

1

3 2

ШФЛУ+CO2 газ : метан + азот

Динамика вытеснения нефти ТГС №3

Квыт=0,93

ООО «ОЦИиР» ( Хлебников Н.В.)

Фильтрация продуктов окисления нефти Приобского месторождения в насыпной слим-модели пласта (9,9 м).Многоконтактная смесимость между газом и нефтью.

Квыт=0,90-0,95

При математическом моделировании ТГВКвыт=0,90-0,93

Численные исследования показывают, что размер зоны полного потребления закачиваемого в пласт вместе с воздухом кислорода на порядок меньше расстояний между добывающими и нагнетательными скважинами

Моделирование в пакете CMG STARS

Для обоснования целесообразности применения ТГВ на Приобском месторождении были проведены многовариантные расчеты показателей разработки и сопоставительный анализ нескольких пилотных участков залежи пласта АС12, содержащего

значительную часть запасов месторождения.

Для обоснования целесообразности применения ТГВ на Приобском месторождении были проведены многовариантные расчеты показателей разработки и сопоставительный анализ нескольких пилотных участков залежи пласта АС12, содержащего

значительную часть запасов месторождения.

Моделирование в пакете CMG STARS

Применение ТГВ на Приобском месторождении позволит повысить нефтеотдачу до 40 % и более.

Потенциал прироста извлекаемых запасов нефти на Приобском месторождении в случае масштабного применения термогазовой технологии оценивается в размере 150-200 млн.тонн.

КИН

0.297

0.2220.24

0.407

0.274

0.414

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

Заводнение Уч-к ОПР, Вар.4 (2в/нагнет.скв.)

Промышленный уч-к, 54в/нагн.скв.

до

лей

ед

ин

иц

ы

за 10 лет

за проектный срок ТГВ

Себестоимость добычи 1 тонны нефти (в %)

100 95108136

80

111

360

246

184

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Заводнение Уч-к ОПР, Вар.4 (2в/нагнет.скв.)

Промышленный уч-к, 54в/нагн.скв.

%

за 5 летза 10 летза проектный срок

ТГВ

0

10385

555 1010 13321857

2775

23498

180570 451232

0

5000

10000

15000

20000

25000

Заводнение Уч-к ОПР, Вар.4 (2в/нагнет.скв.)

Промышленный уч-к, 54в/нагн.скв.

мл

н.р

убл

ей

Капитальные вложения

ЧДД за 10 лет

ЧДД за проектный срок

Дисконтированный доход государства

ТГВ

В целях экономического стимулирования разработки и промышленного внедрения новых технологий, в том числе термогазового метода, Правительство России могло бы предоставлять налоговые каникулы и другие льготы, в первую очередь на период промысловых испытаний.Необходимость стимулирования обосновывается тем, что при успешной реализации и внедрении новых технологий извлекаемые запасы могут увеличиться в 1.5 и более раз, что равнозначно открытию новых месторождений без затрат на разведку.

Предложения к обсуждению на «круглом столе»Предложения к обсуждению на «круглом столе»

Спасибо за вниманиеСпасибо за внимание