ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТА

PHYSICAL AND CHEMICAL METHODS OF INCREASING OIL RECOVERY

В последние годы проблема увеличения нефтеотдачи пластов стала одной из самых важных в нефтегазовой промышленности. Вот уже два-три десятилетия в России и за рубежом при разработке нефтяных месторождений широко применяют поддержание пластового давления путём закачки воды в продуктивные горизонты. Однако данный метод в большинстве случаев малоэффективен. В России методом заводнения добывается около 95% нефти, но в связи с тем, что большинство месторождений уже находятся на поздней стадии разработки, доля воды в добываемой жидкости превышает 80%. Около 60-70% нефти остается в пласте при вытеснении водой. Из них 40-50% - нефть, защемленная в порах, 20-30% - нефть в зонах с пониженной проницаемостью и в ловушках. Запасы вновь вводимых месторождений относятся к трудноизвлекаемым. Доля трудноизвлекаемых запасов нефти в России составляет более 60%.

Для добычи трудноизвлекаемых нефтей существует множество методов их извлечения. Среди всех существующих методов увеличения нефтеотдачи наиболее перспективным является физико-химический.

К физико-химическим методам относятся:

- вытеснение нефти водными растворами ПАВ;

- вытеснение нефти загущающими агентами – полиакриламид (ПАА), метилцеллюлоза, биополимеры и другие виды полимеров, а также модификации их применения со сшивателями и наполнителями (вязкоупругие системы (ВУС), сшитые полимерные системы (СПС), полимерно-дисперсные системы (ПДС) и др.);

- вытеснение нефти щелочными растворами, в том числе раствором тринатрийфосфата и др;

- вытеснение нефти физико-химическими системами типа эмульсий и мицеллярных растворов и др;

- микробиологическое воздействие (продукты жизнедеятельности естественной пластовой микрофлоры – ПАВ (поверхностно-активные вещества), газ, кислоты, продукты жизнедеятельности интродуцированной пластовой микрофлоры);

- внутрипластовый синтез нефтевытесняющих агентов;

- изоляция воды гелеобразующими реагентами;

- комплексные методы [1]. 

На сегодняшний день одним из основных направлений физико-химического метода увеличения нефтеотдачи является технология «щелочное + поверхностно-активное вещество (ПАВ) + полимерное» заводнение (ASP заводнение). Технология была разработана в начале 1980-х в научно-исследовательском центре компании Shell в США. Данный метод предусматривает за собой поочерёдную закачку щёлочи, поверхностно-активного вещества и полимеров и вытеснение нефти с помощью уменьшения её поверхностного натяжения и уменьшении соотношения подвижности вытесняющего агента и нефти.  Щёлочь выполняет две функции: 1) уменьшение адсорбции ПАВ в пласте за счёт взаимодействия с породой и увеличения отрицательного электрического заряда; 2) щелочной гидролиз кислых компонентов нефти, в результате которого происходит генерация естественных ПАВ в коллекторе [6]. ПАВ снижает поверхностное натяжение нефти, разбивая капли нефти на части. Полимер в свою очередь повышает коэффициент охвата пласта. На эффективность охвата влияет отношение подвижности вытесняющего агента к подвижности вытесняемого агента. Водорастворимые полимеры обладают высокой вязкостью в пластовых условиях. С помощью полимеров флюид захватывает ту область, которую раньше практически было невозможно достичь и вытесняет нефть как из высокопроницаемых пропластков, так и из менее проницаемых, что повышает эффективность заводнения.

Оптимальным в оторочках является содержание: щелочи - более 1%, ПАВ -около 0,3%, полимер- более 0,15%.

Технология ASP позволяет снизить нагрузку на окружающую среду за счет отсутствия необходимости строительства новой инфраструктуры, что заметно сокращает объем отходов после проведения работ.  Реагенты нетоксичны и используются в бытовой химии. Также важным плюсом ASP является энергоэффективность. Средний срок при применении ASP составляет 3-5 лет в то время, как применение стандартных методов – десятилетия [5].

В России перспективную технологию впервые внедрили в Салымской группе месторождений СПД в 2008 году. После попыток применения различных МУН в итоге ASP заводнение оказалось одним из оптимальных вариантов. По итогам полевых испытаний, проведённых в 2009 году, выяснилось, что ASP заводнение позволяет добыть около 90% остаточной нефти [5]. 

Учитывая приведённые выше цифры и положительные стороны данного метода, можно утверждать, что в ближайшем будущем ASP заводнение останется самым перспективным МУН, не требующим больших капиталовложений и не имеющим рисков загрязнить окружающую среду. В России на данный момент технология работает лишь в пилотном режиме, однако Газпром совместно с Shell разрабатывают все варианты внедрения новейшей технологии внутри нашей страны.

Несмотря на то, что Россия находится на пути развития шельфа, месторождения, находящиеся на суше, также играют немаловажную роль в развитии нефтегазовой промышленности страны, так как шельф на сегодняшний день лишь на стадии разработки и поиска новых технологий разработки в то время, как на суше имеется достаточное количество месторождений, которых стоит вновь ввести в разработку путём добычи трудноизвлекаемой нефти.

 

Список литературы:

  1. Максимальная отдача // Газпром Нефть [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.gazprom-neft.ru/press-center/sibneft-online/archive/2016-april/1113026/ (Дата обращения 19.08.2019).
  2. Разработка состава для технологии ПАВ – полимерного заводнения применительно к условиям нижнего миоцена месторождения "Белый тигр": диссертация...кандидата технических наук: 02.00.11 / Фан Ву Ань; [Место защиты: Рос. гос. ун-т нефти и газа им. И.М. Губкина] – 111 с
  3. Севастьянов А.А Анализ зарубежного и российского опыта по применению ASP-технологии // SCI-ARTICLE. - 2016. - №33