Магистерская диссертация тема работы Оценка эффективности применения полимерного заводнения на месторождении х удк 622. 276. 43 678. 7 Студент
 Скачать 2.08 Mb.
|
|
Вязкостные характеристики полимерных растворов Уровень вязкости воды, загущенной полимером, в наибольшей степени определяет эффективность технологии полимерного заводнения. Точные значения вязкости могут быть получены только на основании лабораторных экспериментов, однако их можно рассчитать, используя алгоритм, представленный в главе 3. На величину вязкости полимерных растворов влияют молекулярные характеристики полимера, а также минерализация растворителя и температура. Для высокомолекулярных полимеров акриламида характерно проявление реологических свойств – зависимости динамической вязкости от режима течения. В пористой среде, при течении полимерных растворов, на величину вязкости влияет также характер строения пористой среды. Естественно, учесть все эти параметры в рамках теоретической модели вязкости невозможно. Однако, с большой долей приближения рассчитать величину вязкости полимерных растворов возможно, используя накопленные данные по вязкости полимерных растворов в стандартных условиях. Стандартизация предусматривает идентичность условий испытания полимеров по минерализации растворителя, температуре, диапазону сдвиговых нагрузок, в котором производится измерение динамической вязкости полимерных растворов. Для месторождения Х в качестве растворителя полимера можно использовать модель альб-сеноманской воды с суммарной минерализацией 116 г/л, близкой по составу к водам, используемым при заводнении. 29 Накопленная база данных по технологическим характеристикам полимерных растворов позволяет на основании расчетов, без проведения экспериментов рассчитывать значения вязкости растворов полимеров различных марок и проводить предварительный выбор полимеров с высокой загущающей способностью. Стабильность полимерных растворов Одним из недостатков гибкоцепных синтетических полимеров акриламида является их подверженность механической, термоокислительной и биологической деструкции. В результате деструкции происходит разрыв макромолекулярных цепочек, уменьшение молекулярной массы полимера и, как следствие, снижение загущающей способности полимерного реагента. При реализации технологии полимерного заводнения механическая деструкция полимеров имеет место в узлах насосов (по этой причине недопустимо для перекачки полимерных систем использовать центробежные насосы), в сужении трубопроводов. Механическая деструкция в пористой среде имеет место только в ближней призабойной зоне, на малом удалении от ствола скважины. По мере увеличения радиуса фильтрации скорость фильтрации гиперболически уменьшается и вероятность механической деструкции приближается к нулю. Таким образом, при большой длительности полимерного заводнения, обычно измеряемого годами, процесс механического разрушения полимеров в результате деструкции очень короткий и составляет несколько часов. Другой особенностью механической деструкции полимеров является то, что за длительное время исследования этого процесса не выявлены марки полимеров, отличающиеся повышенной стойкостью к механической деструкции или добавки, увеличивающие эту стойкость. Безусловно, марки полимеров, перспективные для технологии полимерного заводнения, должны тестироваться на предмет стойкости к механической деструкции, но этот тест является сугубо экспериментальным. 30 На стадии анализа рынка полимеров необходимо учитывать, что подверженность к механической деструкции возрастает с увеличением молекулярной массы полимера. 1.2.3 Выбор химических реагентов для полимерного заводнения Эффективность технологии полимерного заводнения в значительной степени определяется свойствами используемых реагентов. Выбор реагентов должен осуществляться с учетом индивидуальных особенностей и состояния разработки конкретного месторождения. На первом этапе выбор реагентов, потенциально пригодных для условий объекта воздействия, осуществляется на основе данных о физикохимических свойствах, предоставляемых производителями, с учетом экономического фактора и доступности реагента. На втором этапе проводится анализ по данным лабораторных исследований наиболее перспективных образцов полимеров, включающий обзор основных характеристик по типовым схемам. На данном этапе анализ проводится по следующим физико- химическим параметрам: - дисперсность порошка полимера; - содержание основного вещества; - характеристическая вязкость; - степень гидролиза; - растворимость в модельной воде; - нерастворимый остаток; - реология растворов в свободном объеме. По результатам второго этапа, в соответствии с техническими требованиями к полимерам для технологий полимерного заводнения, выбираются образцы для дальнейшего анализа. Последним заключительным этапом является анализ детальных исследований технологических свойств 1 - 2 наиболее подходящих образцов 31 в условиях, максимально приближенных к реальным. Основными технологическими характеристиками растворов являются: фактор и остаточный фактор сопротивления как функция концентрации, скорости фильтрации и проницаемости; адсорбционные характеристики полимеров; стабильность полимеров в пористой среде. Из большого ассортимента промышленно выпускаемых в настоящее время водорастворимых полимеров, предоставленных нам различными производителями, для лабораторных испытаний были выбраны 16 образцов. Из них 15 полимеров представляют собой синтетические водорастворимые сополимеры акриламида с различными мономерами, улучшающими совместимость с высокоминерализованными водами и стойкость к термо- окислительной деструкции. Также для анализа был выбран биополимер ксантановая камедь, производства фирмы «ADM» (США). Результаты анализа основных молекулярных характеристик тестируемых полимеров акриламида представлены в таблице 2. Молекулярные массы образцов полимеров находятся в диапазоне от 7 до 23 млн.; содержание карбоксильных групп варьируется в пределах от 1 до 22 % мольн. Таблица 2 – Физико-химические характеристики полимеров Марка полимера Производитель Содержание основного вещества, % Степень гидролиза , % Характерис- тическая вязкость, дл/г Молеку- лярная масса млн. Superflock A 100 KEMIRA 90,3 4 13,7 6,9 Superflock A 110 90,0 10,6 15,7 8,4 FP 5115 91,2 7,3 14,4 7,3 FР 5115 SН 90,6 9,6 17,4 10,4 FLОСОМВ С 6210 90,2 10,8 23,6 18,4 Superpusher K129 90,8 7,7 22,1 16,7 FLОРААМ 1630 S 90,0 8,1 26,2 23,2 FLОРААМ 6010 S 91,0 13,1 23,2 17,4 FА 920 VНМ 91,2 1,0 17,3 11,2 32 Марка полимера Производитель Содержание основного вещества, % Степень гидролиза , % Характерис- тическая вязкость, дл/г Молеку- лярная масса млн. АN 910 VНМ SNF FLOENGER 91,8 8,0 20,9 15,0 АН 912 VНМ 90,4 2,1 16,9 10,5 SANFLOC AM-200Р SANYO Chemical Co. 91,9 13,9 19,6 12,4 РОLEOR АТС 800 Китайские фирмы 90,5 1,3 15,7 9,3 РОLEOR-Z 3020 90,8 22,1 21,7 14,0 РОLEOR АТС А- 1800 91,2 19,5 18,6 10,6 ОРТIXAN (ксантановая камедь) АDМ, США - - - - В таблице 2, наряду с молекулярными характеристиками, приведены также содержание основного вещества в выбранных полимерных реагентах по потере в массе после высушивания при температуре 110 о С в течение 2 часов. Как видно из таблицы, все проанализированные регенты характеризуются содержанием основного вещества в диапазоне 90 – 92 %, что соответствует принятым нормативным требованиям. Растворимость является важным параметром при выборе реагентов для технологии полимерного заводнения, особенно для условий неглубоко залегающих пластов. Анализ показал [8], что 11 из 15 образцов полимеров акриламида удовлетворительно растворяются в высокоминерализованной модельной воде месторождения Х (таблица 3). Плохой растворимостью в данной воде характеризуются образцы полимеров марок FLОСОМВ С 6210, FLОРААМ 6010 S, РОLEOR-Z 3020, РОLEOR АТС А-1800. 33 Таблица 3 – Фракционный состав и растворимость полимеров. Растворитель - модельная вода, 116 г/л № Показатели Н орм а Марка полимера Su perf lo c A1 0 0 Su perf lo c A1 1 0 F P 5 1 1 5 F P 5 1 1 5 SH F L О СО М В С 6210 Su perp us her K 129 F L О Р ААМ 1 6 3 0 S F L О Р ААМ 6 0 1 0 S F А 92 0 VН М АN 91 0 VН М АН 9 12 VН М SANF L O C AM -200Р Р О L E O R А Т С № 80 0 Р О L E O R -Z 3020 Р О L E O R А Т С 1 Дисперсность порошка, % масс .: - фракции с размером частиц менее 0,25 мм - фракции с размером частиц более 1,0 мм < 10 < 10 22,5 33,6 3,3 2,5 2,1 2,8 3,8 3,1 4,0 3,6 3,0 2,9 2,5 3,0 3,7 4,2 4,1 4,0 3,6 3,1 3,5 4,3 4,3 3,0 4,0 3,0 4,3 2,5 3,9 4,0 2 Время растворения, мин < 240 240 240 150 180 300 210 210 300 240 240 240 240 240 300 300 3 Нерастворимый остаток,% < 0,3 0,22 0,20 0,11 0,13 1,84 0,15 0,12 2,0 0,22 0,28 0,30 0,25 0,31 3,3 2,9 34 Полученные результаты подтверждают литературные данные о плохой совместимости с высокоминерализованными водами полимеров акриламида, обладающих высокой анионностью заряда макромолекул. Вышеперечисленные образцы полимеров с плохой растворимостью исключаются из дальнейшего анализа. 1.2.4 Формирование и обоснование участков применения полимерного заводнения Полимерные молекулы в водном растворе под действием различных факторов могут необратимо разрушаться вследствие их деструкции. Деструкция может быть: - химической, при которой разрушение происходит в результате взаимодействия кислорода воздуха с полимерными молекулами; - термической - происходит при температурах свыше 100 ° С. - механической (сдвиговой), обусловленной разрывом макромолекулярных ассоциаций под действием повышенных напряжений (при высоких скоростях движения) при течении растворов в нефтепромысловом оборудовании, призабойной зоне пласта. - микробиологической, происходящей под действием аэробных бактерий, которые могут развиваться в пласте при закачке их с водой. Микробиологическая и механическая деструкции ПАА уменьшают молекулярную массу полимера и, как следствие, его загущающую способность. Поэтому для обеспечения эффективности предлагаемой технологии полимерного заводнения и получения наилучших технико- экономических показателей разработки необходимо определить диапазон благоприятных свойств флюидов и пласта, то есть выделить критерии применимости данного метода. Эти критерии определяются на основе анализа технологических показателей, обобщения опыт применения полимерного воздействия в различных геолого-физических условиях, а также использования широких теоретических и лабораторных исследований. Выделяются три категории критериев: 35 − геолого-физические (свойства пластовых жидкостей, толщины нефтенасыщенного пласта), параметры и особенности нефтесодержащего коллектора (насыщенность порового пространства, условия залегания), а также техническое состояние скважины; – технологические (концентрация агентов в растворе, размещение скважин, давление нагнетания и т. д.); – материально-технические (обеспеченность оборудованием, химическими реагентами, их свойства и др.). При выборе объектов для применения полимерного заводнения основополагающими являются критерии первой категории. Область применения полимерного заводнения ограничивается обводненностью заводняемого пласта не выше 95 %. Это связано с тем, что в этих условиях фильтрационное сопротивление пористой среды при обработке полимером практически не изменяется. На вязкоупругие и реологические свойства растворов полиакриламида при фильтрации в пористой среде существенное влияние оказывает проницаемость пород. При снижении проницаемости пород линейно увеличиваются показатели реологических свойств фильтрующихся растворов, в особенности остаточный фактор сопротивления, который является основным при оценке действия полимеров и связан с сорбцией полимера породами пласта. При коэффициенте проницаемости пласта менее 0,1 мкм 2 процесс полимерного заводнения трудно реализуем, так как размеры молекул раствора больше размеров пор и происходит либо его кольматация в призабойной зоне, либо механическое разрушение молекул полимера. В коллекторах с проницаемостью более 2,0 мкм 2 эффективность полимерного заводнения снижается из-за уменьшения величины адсорбции полимера пористой средой или из-за недостаточно высоких его концентраций в растворе. Опыт применения полимерного заводнения на месторождении Х также показал низкую эффективность технологии при проницаемости свыше 2 мкм 2 36 Применение полимеров для глубокозалегающих пластов, сложенных малопроницаемыми коллекторами (менее 0,1 мкм 2 ) и имеющих высокую температуру (более 90 °С) является неэффективным. Значительного эффекта нельзя ожидать также от закачки в сравнительно однородные пласты, содержащие маловязкие нефти (менее 5 мПа*с). В условиях повышенной солености пластовых вод и содержания солей кальция и магния водные растворы полимеров становятся неустойчивыми, снижается вязкость раствора, т.к. под действием ионов пластовой воды и приложенного напряжения структура растворов полностью разрушается. С увеличением концентрации полиакриламида в растворе требуется большее количество соли для разрушения структуры. Так, при концентрации полиакриламида 0,1 % масс. вязкость раствора становится независимой от концентрации соли до 3 %. Влияние минерализации пластовой воды (непосредственно в пласте) на стабильность раствора полимера неоднозначно. Увеличение минерализации пластовой воды снижает вязкость раствора, а фазовая проницаемость для раствора увеличивается, что способствует повышению нефтеотдачи. Результирующий эффект может быть различным в зависимости от свойств пластовой воды, пористой среды, типа полимера, свойств растворителя и концентрации раствора. Дополнительная особенность полимерного заводнения заключается в проявлении адсорбции некоторой части растворенного в воде полимера, а передняя часть фронта вытесняющей воды оказывается без полимера, соответственно с обычной подвижностью воды. Увеличение содержания хлористого натрия, хлористого кальция и других электролитов от 0,5 до 20 % многократно увеличивает адсорбцию полимера на породе. Адсорбция породами пласта из минерализованных растворов в несколько раз выше, чем из опресненных вод. Уменьшение степени адсорбции полимера снижает фактор сопротивления для воды и охват пласта заводнением. При высокой адсорбции фронт полимера значительно отстает от фронта вытеснения нефти водой. Поэтому необходимо определение оптимального диапазона 37 адсорбции, который обеспечит эффективное вытеснение нефти на основе подбора реагентов и концентрации по лабораторным исследованиям. Технологию полимерного заводнения на скважинах с наличием заколонных перетоков и негерметичностью эксплуатационной колонны производить не рекомендуется. Анализ показателя обводненности проводимых мероприятий выявил положительную тенденцию эффективности в пределах 86-95 %. В результате были сформированы критерии применимости технологии закачки полимерных композиций в условиях месторождения Х, которые сведены в таблицу 4. Таблица 4 – Критерии эффективного применения полимерного воздействия Категория скважин Наименование параметры Оптимальное значение параметра Нагнетательные скважины Среднесуточная приемистость, м 3 /сут свыше 100 Проницаемость, мкм 2 0,1-1,5 Эффективная толщина пласта, м не менее 2 Глинистость, д. ед. менее 0.3 Количество реагирующих добывающих 5 и более Герметичность э/колонны герметична Заколонные перетоки отсутствуют Выработанность запасов нефти по участку, не более 85 % Средняя обводненность по участку, % 80,0-95,0 Объект разработки не более 1 Добывающие реагирующие скважины Среднесуточный дебит нефти, т/сут не менее 2.5 Среднесуточный дебит жидкости, м 3 /сут более 40 Накопленный ВНФ, д. ед. 2,0-4,0 Группа неоднородности 2, 3 Текущая нефтенасыщенность, д. ед. более 0,45 Минерализация пластовой воды, г/л 120-140 Техногенное изменение ФЭС (физические отсутствие ГРП Наличие газовой шапки отсутствие Проведение многовариантного анализа по различным сценариям, использование критериев применимости технологий ПНП с исключением 38 участков с неблагоприятными факторами позволил сократить количество рассматриваемых участков-кандидатов до двух с оптимальными параметрами. 68 4 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ Нефтегазовая отрасль охватывает разведку, разработку нефтяных и газовых месторождений, добычу жидких углеводородов, переработку, производство и сбыт энергии. Но большинство месторождений России находятся на последней стадии разработки, из-за чего приходится находить новые решения для выработки запасов и извлечения их на поверхность. При этом результаты решений (принятия новых технологий) должны быть иметь экономическую выгоду. Поэтому необходимо раскрыть понятие и цели финансового менеджмента компании. Финансовый менеджмент – это финансовая наука, которая изучает методы эффективного использования собственного и заемного капитала компании, способы получения наибольшей прибыли при наименьшем риске, быстрого приращения капитала. Можно выделить следующие цели финансового менеджмента: максимизация прибыли; увеличение доходов собственного предприятия; рост курсовой стоимости акций; достижение устойчивой ликвидности активов и рост рентабельности собственного капитала. Основная цель финансового менеджмента – нахождение оптимального соотношения между краткосрочными и долгосрочными целями развития предприятия и принятие соответствующих решений. Основной конечной целью финансового менеджмента является повышение конкурентных позиций фирмы в соответствующей сфере деятельности через механизм формирования и эффективного использования прибыли для обеспечения максимизации рыночной стоимости фирмы (т. е. обеспечение максимального дохода собственникам фирмы). Обычно эта цель ассоциируется с ростом прибыли и снижением расходов фирмы, однако 69 эти ситуации не всегда адекватны. Расчёт финансового менеджмента основан на определении экономической эффективности от выявленной технологической эффективности. Технологическая эффективность – это количественный показатель эффективности, измеряемый в тоннах дополнительно добытой нефти за рассматриваемый период (например, технологическая эффективность на конец года), либо за период продолжительности эффекта. Технологическая эффективность измеряется в тоннах дополнительной добычи нефти. Ежемесячно на протяжении продолжительности эффекта, текущий месячный дебит нефти сравнивается с рассчитанным средним дебитом до внедрения технологии полимерного заводнения. Полученные приросты добычи по каждому месяцу продолжительности эффекта суммируются для расчета достигнутого технологического эффекта. Технологический эффект от применения полимерного заводнения - показатель технологической эффективности, равный массе дополнительной нефти и определяемый как разность между фактическим значением накопленной добычи нефти и значением накопленной базовой добычи нефти, рассчитанной при прогнозной базовой добыче жидкости, на дату оценки эффекта. Внедрение технологии полимерного заводнения в процесс добычи нефти по скважине, участку или месторождению сопровождается изменениями следующих технологических показателей в течение определенного периода: добычи нефти ( Qн, тыс. т), добычи жидкости ( Qж , тыс. т), обводненности добываемой продукции. Изменение добычи нефти (увеличение) при внедрении мероприятий возможно за счет: увеличения коэффициента охвата пласта вытеснением; уменьшения остаточной нефтенасыщенности в промытой зоне; уменьшения отношения подвижностей нефти и вытесняющего |