8ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДОБЫЧИ ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕЙ
Н.А. Скибицкая*, В. А. Кузьмин*, М.Н. Большаков*, О.Ю. Баталин*, И.А. Бурханова*, О.О. Марутян*, Л.А. Зекель** *ИПНГ РАН, **ИНХС РАН
Известно, что характер разработки нефтяных месторождений, величина остаточных (не извлекаемых) запасов нефти и их возможное распределение в залежах в большой степени определяются структурой порового пространства пород, слагающих эту залежь, а значит и структурной характеристикой заполняющих поровое пространство флюидов.
В породах высокопористых крупнопоровых, отличающихся высокой степенью и объемами нефтенасыщения, структура порового пространства существенно отличается от капилляроподобной и является ярко выраженной четочной. В таких породах отношение среднего диаметра пор к среднему диаметру поровых каналов много больше единицы (^пор/^кан >> 1). В породах пористых и даже высокопористых, но мелко- и субкапиллярнопоровых, размеры пор не намного превышают размеры поровых каналов. Структура порового пространства в них приближается к капилляроподобной, а отношение среднего диаметра пор ^пор к среднему диаметру поровых каналов ёкан стремится к единице (^пор/^кан ^ 1).
Чем более крупнопоровым является коллектор, тем большим отношением ^пор/^кан будет характеризоваться структура его порового пространства и тем большую величину коэффициента остаточной нефтенасыщенности (Кн.о.) он будет иметь. Чем более субкапиллярнопоровым будет коллектор, даже при достаточно высокой пористости, тем ближе к 1 будет стремиться отношение ^пор/^кан и тем меньшую величину остаточной нефтенасыщенности (Кн.о.) он будет иметь. Это подтверждается достаточно тесной (r = 0,86) корреляционной связью Кн.о. = f (^пор/^кан) (рис. 1).
При одной и той же открытой пористости, величина эффективной пористости Кп.эфф. субкапиллярнопорового коллектора будет существенно меньшей за счет его более высокой водонасыщенности. Но при этом величина остаточной (не извлекаемой) нефтенасыщенности тонкопорового (субкапиллярнопорового) коллектора будет значительно ниже по сравнению с коллектором крупнопоровым. И, в конце концов, это приводит к выравниванию их динамических поровых объемов, то есть к выравниванию предельно извлекаемых запасов нефти при существующих способах нефтедобычи. Таким
образом, при существенном преобладании на месторождениях геологических запасов в крупнопоровых проницаемых коллекторах над геологическими запасами в тонкопоровых низкопроницаемых коллекторах их предельные потенциально извлекаемые объемы будут близки по величине. Это достаточно важно, так как основные мировые запасы приурочены к месторождениям со сложно построенными коллекторами.
Существующие технологии добычи нефти, такие как законтурное и внутриконтурное заводнение, разработка на режиме активного подъема ВНК, режиме естественного падения пластового давления, в том числе и тепловые методы (в случае добычи высоковязких нефтей), не позволяют преодолеть КИН выше объемов добычи нефти в пределах их динамических, непрерывно связанных в поровом пространстве объемов.
70
60
50
40
30
О х
А А А
А^
^А
А '"У А
А А ЛА К2 = 0,8558
А А у = 1,925х + 6,1336
\ А ' 1
20 Ь порскан
0 10
10 15 20 25 30
0
5
Рис. 1. Связь коэффициента остаточной нефтенасыщенности Кн.о. с параметром структуры порового пространства ^пор/^кан карбонатных пород продуктивных отложений
Для решения задачи вовлечения в разработку структурно защемленных объемов нефти и в первую очередь высоковязкой, тяжелой нефти, предлагается к внедрению способ циклической прокачки легко испаряемых в условиях пласта жидких растворителей
(в том числе ароматических при высокой битуминозности отложений) и газа, позволяющий до необходимых пределов рентабельности заместить извлеченную часть нефти на растворитель, в том числе и в структурно защемленных поровых объемах. Последующее извлечение легко испаряемого растворителя прокачкой сухого газа позволит достичь соотношения добытая нефть/оставленный в пласте растворитель, равного 3/1-4/1 и более. Увеличение температуры прокачиваемого газа позволяет кратно сократить объемы прокачки газа или время его прокачки. Добыча нефти по такой технологии обеспечит достаточную рентабельность разработки нефтяных месторождений, в том числе месторождений высоковязких нефтей и природных битумов, а также месторождений с остаточными запасами жидких углеводородов.
