Разработка Баженовской свиты. Курсовая_бажен. Геологическое описание Баженовской свиты

• Название: Геологическое описание Баженовской свиты
• Анкор: Разработка Баженовской свиты
• Дата: 21.02.2020
• Размер: 3.75 Mb.
• Имя файла: Курсовая_бажен.docx
• Тип: Документы; #109358
• страница: 4 из 6

3. Технология термогазового воздействия при разработке баженовской свиты Средне-Назымского месторождения

Компания ОАО «РИТЭК» при опытно-промышленной разработке залежей баженовской свиты применяет технологию термогазового воздействия (ТГВ).

Согласно приведенным в предудыщих главах особенностям для эффективной разработки месторождений баженовской свиты необходимо обеспечить решение следующих основных задач:

- максимально возможное извлечение легкой нефти из недренируемой матрицы, а также углеводородов из керогена, содержащегося как в недренируемых, так и в дренируемых породах;

- эффективное вытеснение легкой нефти из дренируемых зон;

- максимально возможное развитие зоны дренирования не только в матрице, но и в макротрещиноватых породах.

Накопленный к настоящему времени промысловый опыт свидетельствует, что поставленные задачи не могут быть решены с применением традиционных способов разработки - естественного режима и заводнения.

Принципиально новый подход к разработке месторождений баженовской свиты предусматривается в новом термогазовом методе увеличения нефтеотдачи (патент РФ №2418944), работа по обоснованию которого много лет велась ОАО «РИТЭК» совместно с партнерами [3]. Этот способ разработки представляет собой развитие применительно к особым условиям баженовской свиты имеющего отечественный приоритет термогазового метода увеличения нефтеотдачи (рис. 4).


Рисунок 4.- Схема термогазового воздействия
Его реализация предусматривает поддержание пластового давления путем закачки кислородсодержащей смеси, в частности водовоздушной. При этом используется природный фактор - повышенная пластовая температура обеспечивающая самопроизвольные окислительные процессы. На основе данных процессов происходит интеграция теплового и газового воздействия, управление которым предусматривается новым термогазовым способом разработки месторождений баженовской свиты для решения следующих основных задач.

- Кардинальное повышение КИН из дренируемых зон за счет внутрипластовой трансформации закачиваемого воздуха в эффективный смешивающийся вытесняющий агент и его сочетания с паротепловым и гидродинамическим воздействием.

- Ввод в эффективную разработку недренируемых зон за счет теплового воздействия из дренируемых зон и его сочетание с гидродинамическим воздействием.

- Извлечение дополнительной нефти и углеводородного газа за счет пиролиза и крекинга керогена в дренируемых и недренируемых зонах.

Все литотипы пород баженовской свиты содержат кероген. Объемное его содержание изменяется в широких пределах - от 4 % в карбонатных породах до 20-30 % в глинисто-кремнисто-керогеновых породах.

В результате пиролиза и крекинга керогена объемная доля извлекаемых из него легкой нефти и углеводородного газа может достигать 50-60 % примерно в равных долях. Следовательно, потенциал извлечения нефти из керогена при его пиролизе и крекинге сопоставим с содержанием нефти в пустотном пространстве. Кинетика окисления керогена выше, чем тяжелых фракций легкой нефти. Это имеет важное значение не только для реализации активных внутрипластовых окислительных процессов, но и для обеспечения безопасности термогазового воздействия на породы баженовской свиты [3].

Приведенные факторы свидетельствуют о необходимости интеграции различных видов воздействия при формировании эффективного способа разработки месторождений баженовской свиты. Прежде всего, очевидна необходимость теплового воздействия, поскольку только оно может обеспечить вовлечение в разработку недренируемых пород матрицы. Потенциал извлечения нефти из их пустотного пространства и керогена намного превышает объем нефти в дренируемых зонах. Также очевидна необходимость газового воздействия для кардинального повышения эффективности извлечения нефти из дренируемых зон, представленных карбонатными гидрофобными коллекторами. Предпочтительность газового воздействия на месторождениях с таким типом коллекторов определяется мировым опытом [3].

Таким образом, для эффективной разработки месторождений баженовской свиты необходима прежде всего интеграция теплового и газового воздействия. Именно поэтому многолетняя работа по созданию эффективного способа разработки месторождений баженовской свиты предусматривает развитие имеющего отечественный приоритет термогазового метода увеличения нефтеотдачи. Его применение предполагалось прежде всего для повышения эффективности разработки месторождений легкой нефти. Метод основан на закачке в пласт кислородсодержащей смеси и ее трансформации в высокоэффективный смешивающийся с пластовой нефтью вытесняющий агент за счет самопроизвольных внутрипластовых окислительных процессов. Для реализации метода впервые в мировой практике используется важная энергетическая особенность значительной части отечественных и зарубежных месторождений, которые характеризуются повышенными пластовыми температурами, обеспечивающими реализацию активных самопроизвольных окислительных процессов. Управление потенциалом составных компонентов такого интегрированного воздействия позволяет эффективно применять его для разработки не только месторождений легкой нефти с традиционными коллекторами, но и месторождений с нефтекерогенсодержащими породами, в частности с породами баженовской свиты [3].

Характерная особенность пород баженовской свиты заключается в чередовании дренируемых и недренируемых отложений. Число дренируемых прослоев составляет 3-5 с суммарной толщиной 25-30 % общей толщины. Чередование дренируемых и недренируемых зон является весьма благоприятным для организации теплового воздействия на недренируемые зоны из дренируемых. Другой отличительной особенностью реализации термогазового воздействия является то, что в дренируемых зонах в качестве топлива для внутрипластового горения будет использоваться в основном кероген, а не тяжелые фракции пластовой нефти. Это объясняется тем, что содержание керогена в карбонатном литотипе пород баженовской свиты на Средне-Назымском месторождении составляет примерно 4 % объема, что сопоставимо с содержанием легкой нефти в пустотном пространстве - 3- 4 %. Следовательно, объем формируемого кокса из пластовой нефти будет на порядок меньше сгорающего объема керогена, который составляет примерно 30-40 % его общего объема.

Важно подчеркнуть, что пиролиз и крекинг керогена сопровождаются образованием значительного объема жидких и газообразных углеводородов.

В связи с этим был проведен специальный комплекс экспериментальных исследований термодеструкции пород Средне-Назымского месторождения. Основные полученные результаты следующие:

- Термодеструкция керогена сопровождается выделением жидких углеводородов (синтетической нефти) и газовой смеси, состоящей преимущественно из С02, Н2, СН4, С2-С4 и сероводорода.

- Выход синтетической нефти в ощутимых количествах (более 0,5 %) начинается при температуре более 300 °С и постепенно увеличивается к температуре 400 °С до 2 % объема керогена. Такой объем термодеструкциикерогена вполне сопоставим с содержанием пластовой нефти в пустотном пространстве дренируемых зон, которое не превышает 4 %.

- Наибольшее количество синтетической нефти образуется в диапазоне температур 350-400°С, выше указанных значений начинают доминировать процессы газообразования.

- Присутствие в зоне деструкции керогена водяных паров инициирует данный процесс, увеличивая выход синтетической нефти в 2-3 раза. Это подтверждает целесообразность закачки в пласт не только воздуха, но и воды [3].

Таким образом, основные результаты термодеструкциикерогена в дренируемых породах баженовской свиты свидетельствуют о том, что при термогазовом воздействии потенциал добычи нефти и углеводородного газа из этих зон может быть существенно увеличен - в 1,5-2 раза. Кроме того, добываемая нефть может характеризоваться увеличением содержания легких фракций за счет смешивания пластовой нефти с синтетической, в которой вследствие пиролиза и крекинга доля тяжелых фракций может уменьшаться [3].

Эти особенности термогазового воздействия на баженовскую свиту были учтены при формировании программы контроля опытных работ на участке скв. 219 Средне-Назымского месторождения (рис. 5).



Рисунок 5.- Схема размещения опытных участков Средне-Назымского месторождения

Промысловые испытания и освоение техники и технологии закачки воздуха и воды, а также системы контроля процесса закачки воздуха были начаты в октябре 2009 года на опытном участке скв.219 Средне -Назымского месторождения.

Расположение скважин, наличие горизонтального ствола с гидроразрывом пласта (ГРП) в скв.401, отсутствие нормальной гидродинамической связи скв.3002 с другими скважинами не позволяли организовать регулярную систему воздействия. В связи с указанным основная задача на опытном участке 1 сводилась к изучению принципиальной возможности реализации нового термогазового способа разработки баженовской свиты, а также приведенных выше основных его особенностей [3].

Промысловые испытания и освоение техники и технологии закачки воздуха и воды, а также системы контроля процесса закачки воздуха на опытном участке скв. 219 Средне-Назымского месторождения были начаты в октябре 2009 г. До их начала добыча нефти на данном участке велась из пяти скважин на естественном режиме. Накопленная добыча к началу опытных работ составила 82 тыс. т. или 3,3 % начальных геологических запасов в дренируемых пластах. При этом пластовое давление в районе скважин участка снизилось примерно до 14-16 МПа, т.е. более чем в 2 раза. Следовательно, потенциал добычи нефти на естественном режиме до давления насыщения (11,7 МПа) был практически исчерпан. Согласно проведенному оптимистичному прогнозу продолжение снижения пластового давления до давления насыщения могло привести к увеличению коэффициента извлечения нефти (КИН) до 0,037 (рис. 6).

Закачка воздуха в нагнетательную скважину проводилась периодически. По состоянию на 01.09.13 г. накопленная закачка воздуха составила около 7 млн. м3. В периоды прекращения закачки воздуха нагнеталась вода, хотя и в небольших объемах. Накопленная закачка воды составила 5160 м3. Ниже приведены основные результаты четырехлетнего периода первого этапа опытных работ, имеющие важное значение для оценки перспектив реализации нового термогазового способа разработки отложений баженовской свиты на Средне-Назымском месторождении и аналогичных ему [3].



Рисунок 6.- Динамика пластового давления в окрестности добывающих скважин первого опытного участка Средне-Назымского месторождения.
Значительное увеличение в добываемых газах доли азота (до 60 %) и углекислого газа (до 7 %) по добывающим скважинам, а также отсутствие кислорода даже в первые месяцы опытных работ, что свидетельствует о высокой активности внутрипластовых окислительных процессов. За весь период в добываемых газах кислород не был обнаружен.

Существенное увеличение (в 1,5-2,0 раза) объема добываемых углеводородных газов. Это подтверждает, что именно кероген является основным топливом для внутрипластовых окислительных процессов. Значительное снижение доли тяжелых фракций наряду с существенным увеличением доли легких и средних фракций.

Восстановление пластового давления в короткое время до 20 - 25 МПа. Это важно, так как при реализации естественного режима пластовое давление крайне быстро уменьшалось, и соответственно наблюдалось значительное снижение дебитов всех добывающих скважин [3].

Следует отметить стабилизацию и даже небольшой рост пластового давления в районе добывающей скв.3002, которая расположена в зоне с ухудшенными фильтрационными характеристиками и согласно результатов гидропрослушивания до начала закачки воздуха (08-09.2009) , гидродинамической связи с остальной частью опытного участка практически не имела. В связи с этим стабилизация пластового давления скв.3002, скорее всего, связана с улучшением гидродинамической связи (сообщаемости) между зонами скважин после кратковременного периода закачки воды (гидродинамическое воздействие) и затем закачки воздуха в скв.219 [3].

Существует высокий потенциал эффективности термогазового воздействия, хотя, как отмечалось ранее, система разработки на этом участке отсутствует. Основная добыча углеводородов ведется практически из двух скважин (скв.3000 и 3001). Тем не менее, к настоящему времени накопленная добыча за период опытных работ составила 30 тыс. т, или около 40 % накопленной добычи нефти до начала закачки воздуха.

Относить полностью всю добычу нефти после начала ОПР, как полученную за счет метода не представляется возможным, т.к. по предварительной оценке потенциал добычи нефти на естественном режиме (без проведения метода до снижения пластового давления до давления насыщения 116 атм.) существует, хотя и очень мал (практически исчерпан). Согласно предварительному прогнозу продолжение добычи нефти, до снижения пластового давления до давления насыщения, могло привести к дополнительной добыче около 10 тыс.т (увеличение нефтеотдачи на 0,4 п.п. - с 3.3 до 3.7%) [3].

В результате протекания активных внутрипластовых окислительных процессов наблюдается значительный рост газового фактора, увеличение в добываемых газах доли азота и углекислого газа, что, в свою очередь, является дополнительным фактором опасности производства в целом и фактором экологических ограничений применения данного метода.