CC BY
98
ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
2017 Геология Том 16, № 1
УДК 622.276.43:661.3
Интенсификация добычи высоковязкой нефти Опалихинского месторождения
И.Р. Юшкова, Г.А. ЦветковаЬ
^Пермский национальный исследовательский политехнический университет, 614000, Пермь, Комсомольский пр., 29 ^Пермский государственный национальный исследовательский университет, 614990, Пермь, ул. Букирева, 15 E-mail: zvetkov71043@mail.ru (Статья поступила в редакцию 26 мая 2016 г.)
Одним из важнейших проблемных аспектов при разработке нефтяных месторождений, содержащих высоковязкую нефть, является получение достоверной и оперативной информации о комплексе параметров, необходимых для контроля методов повышения нефтеотдачи пластов, увеличения темпов добычи нефти, снижения обводненности продукции. Проблема приобретает особую актуальность при разработке Опалихинского месторождения, запасы нефти которого отнесены к категории трудноизвлекаемых из-за высокой вязкости в пластовых условиях (87,1 мПасс) и низкой проницаемости пласта (0,032 мкм2). На основании лабораторных исследований составлена и утверждена технологическая схема разработки Опали-хинского месторождения с применением метода щелочного заводнения, в которой предусмотрено создание оторочки однопроцентного водного раствора щелочи объемом 0,25 нефтенасыщенного объема пор и последующих методов циклического, системного и комплексного воздействия с получением дополнительной добычи нефти. Результаты гидродинамических исследований указывают на изменения коэффициентов продуктивности, гидропроводности и проницаемости пласта. Применение методов повышения нефтеотдачи позволяет удерживать добычу нефти на достаточно высоком уровне на протяжении 30 лет. Остаточный эффект в виде дополнительной добычи нефти наблюдается и после прекращения воздействия избранного метода. При реализации методов повышения нефтеотдачи получена дополнительная добыча нефти, которая в сумме составляет 771,3 тыс. т, прирост КИН - 11,1%.
Ключевые слова: щелочное заводнение, карбонатный коллектор, прирост нефтеотдачи, вязкость нефти, циклическая закачка, системное воздействие, потокометрические и гидродинамические исследования, коэффициент продуктивности, гидропроводность, проницаемость. DOI: 10.17072/psu.geol .16.1.84
Опалихинское месторождение, открытое в 1967 г., расположено в юго-западной части Пермского края, в Частинском районе, в 140 км от краевого центра г. Перми. На месторождении промышленно нефтеносны верхнедевонско-турнейский карбо-
натный (пласт Т), визейский терригенный (пласты Бб, Тл2) и верхневизейско-башкирский карбонатный (пласт Бш) нефтегазоносные комплексы. Их разработку ведёт ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ». Запасы нефти пласта Т отнесены к катего-
© Юшков И.Р., Цветков Г.А., 2017
рии трудноизвлекаемых из-за высокой вязкости нефти в пластовых условиях -87,1 мПасс и низкой проницаемости пласта - 0,032 мкм2 (Зотиков и др., 2012; Иванова, 1976; Максутов и др., 2005). На основании положительных результатов проведенных лабораторных исследований (Тульбович, Михневич, 1977; Борсуцкий, 1991; Митрофанов, Злобин, 2003) составлена и утверждена технологическая схема разработки Опалихинского месторождения, в которой предусмотрено создание оторочки 1% водного раствора щелочи объемом 0,25 нефтенасыщенного объема пор, сделан расчет необходимого количества реагента в количестве 31,474 тыс. т и продолжительности закачки раствора 20 лет. Технологическая схема утверждена ЦКР в 1981 г.
Разработка Опалихинского месторождения началась на естественном режиме в 1979 г., в следующем году была частично организована закачка пресной воды, которая впоследствии была организована на всей внутриконтурной части залежи. Раствор щелочи был закачен в 1987-1990 гг. на западной части, а в дальнейшем на всей внутриконтурной турнейской залежи (Михневич и др., 1994; Юшков и др., 2013). Продвижение созданной оторочки раствора щелочи закачиваемой водой происходило в 1990-1994 гг. За это время дополнительно получено 135,0 тыс. т нефти. Остаточный эффект от реализации метода длится и после прекращения закачки раствора. По сравнению с базовым вариантом по состоянию на 1.1.2016 дополнительная добыча нефти составляет 375,2 тыс. т. Циклическая закачка воды организована в 1995-2000 гг. За этот период дополнительно получено 54,4 тыс. т нефти. Остаточный эффект от реализации метода также наблюдался и после прекращения воздействия до 2009 г., по состоянию на 1.1.2010 он составил 79,4 тыс. т.
Период с 2001 по 2010 г. характеризуется реализацией и проведением систем-
ного заводнения, за этот период дополнительно получено 203,7 тыс. т нефти. Эффект от реализации системного заводнения также продолжается и в последующие годы.
Дополнительная добыча нефти по состоянию на 1.1.2016 составляет 255,5 тыс.т. Период с 2011 по 2015 и в последующие годы характеризуется реализацией и проведением комплексного воздействия. За этот период дополнительно получено 61,2 тыс. т нефти. Остаточный эффект от реализации каждого метода продолжается после прекращения воздействия, дополнительная добыча нефти по всем методам по состоянию на 1.1.2016 в сумме составляет 771,3 тыс. т, прирост КИН - 11,1%.
При реализации каждого метода обводненность продукции заметно снижается в первые годы, особенно при щелочном и системном воздействии, затем увеличивается, к 2015 г. она достигла 75,8%. Основные технологические показатели добычи нефти и обводненности продукции показаны на рис. 1. Эффект от реализации щелочного заводнения, системного и комплексного воздействия не исчерпан, он продолжается и в последующие годы.
Динамика показателей разработки добывающих скважин показана на примере скв. 414, расположенной внутри элемента с нагнетательными скв. 405, 410, 420, 494.
На рис. 2 показано, что добыча нефти при организации каждого нового метода воздействия возрастает до некоторого максимального значения, затем заметно снижается. Наблюдается и снижение обводненности продукции по всем добывающим скважинам. Это отражено на графике добычи нефти и обводненности продукции в целом по всему Опалихинскому поднятию. На добывающих скважинах с односторон-ним воздействием изменения этих параметров происходят более плавно и в более позднее время.
Рис. 1. Динамика добычи нефти при применении методов повышения нефтеотдачи и обводненности продукции по турнейской залежи: 1978-1986 гг. - ввод месторождения в разработку, организация заводнения; 1987-1994 гг. - щелочное заводнение; 1995-2000 гг. -циклическое заводнение; 2001-2010 гг. - системное заводнение; 2011-2015 гг. и далее -комплексное воздействие
2500
н 2000
=1
0
« 1500 з
н ■&
01
% 1000
ю о Ч
500
Скв. 414. Опалихинское
Д/бы1 а нефти Г~\ \ч/ Л
1 1 ^ ^ д / \ "
• Обводненность
/ \/ Дебит нефти
100
90
80
70
60
50
40
20
10 0
-добыча нефти т
процент воды весовой
-дебит нефтн
Рис. 2. Динамика показателей разработки добывающей скважины 414, расположенной внутри элемента
Таблица 1. Обобщенные результаты потокометрических исследований по нагнетательным скважинам западной группы Опалихинского месторождения
Скв. Закачиваемый агент Эффективная толщи- Принимая тол- Доля принимающей Прием м3/сут Давление закачки, мПа
на, м щина, м толщины, %
405 Щёлочь 7 5,2 74,3 58 6,7
Вода 7 2,4 34,3 47,4 9,9
410 Щёлочь 8,1 5,4 66,7 105,2 7,8
Вода 8,1 3,6 44,4 55,9 9,2
420 Щёлочь 10 7 70,0 144,3 4,7
Вода 10 3,8 38,0 96,6 5,8
423 Щёлочь 11 6 54,5 51,8 8,2
Вода 11 4 36,4 80 10,2
433 Щёлочь 6,4 6,0 93,8 29 12,5
Вода 6,4 2,0 31,2 22,2 10,0
494 Щёлочь 8,5 4,8 56,5 79 5,8
Вода 8,5 2,4 28,5 51,3 8,0
Среднее Щёлочь 8,9 5,7 69,3 77,9 7,62
по группе Вода 8,9 3,0 35,5 59,0 8,85
Таблица 2. Динамика показателей разработки по скважине 414
Год Добыча нефти, т Обводненность, % Дебит нефти, т/сут Год Добыча нефти, т Обводненность, % Дебит нефти, т/сут
1980 71 0,0 2,1 1998 1502 24,7 4,1
1981 203 0,0 0,8 1999 1274 35,5 4,8
1982 523 0,0 2,0 2000 1479 32,4 4,1
1983 601 4,5 4,0 2001 1774 32,6 5,2
1984 1095 6,2 3,4 2002 1737 33,4 5,3
1985 724 2,7 2,3 2003 1404 33,5 3,9
1986 152 0,0 0,8 2004 803 64,2 2,3
1987 386 3,7 1,7 2005 857 67,3 2,4
1988 1144 12,5 3,6 2006 833 64,3 2,3
1989 1450 12,5 4,0 2007 1209 69,0 3,4
1990 1604 12,4 4,4 2008 901 77,5 2,5
1991 1660 5,4 4,6 2009 1258 75,4 3,5
1992 2205 17,2 6,0 2010 1467 73,0 4,0
1993 2231 19,7 6,2 2011 1711 63,8 4,8
1994 623 35,4 1,7 2012 1643 62,9 4,5
1995 1117 14,7 4,3 2013 1983 62,3 5,9
1996 1092 21,8 3,0 2014 1760 69,8 5,2
1997 984 24,5 2,7 2015 1080 97,8 3,2
Таблица 3. Результаты гидродинамических исследований по добывающей скв. 414
Дата иссле- Обводненность, Коэффициент про- Гидропровод- Проницае-
дования % дуктивности, м3/(сут мПа) ность, мкм2см/ (мПас) мость, мкм2
23.06.1984 5,0 0,9 5,70 1,418
01.12.1984 5,0 0,7 0,94 0,234
01.12.1985 1,0 0,2 0,31 0,077
01.03.1986 0 1,2 0,66 0,164
06.03.1987 0 0,2 0,10 0,024
23.10.1987 5,0 0,6 0,43 0,107
01.12.1987 4,0 0,8 1,11 0,275
25.04.1988 12,6 0,5 0,13 0,023
11.11.1989 12,8 0,4 0,32 0,068
11.06.2000 37,4 0,6 0,84 0,720
03.04.2001 33,5 0,8 1,12 0,178
05.09.2007 70,0 3,6 4,08 1,010
08.02.2009 70,0 2,7 3,32 0,823
07.07.2013 59,5 3,5 4,38 1,087
6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0
Скв. 414 Опалихинское
Гидропроводность У
/ Продуктивность
Проницаемость --1— 1 I I 1 1 " 1 1 1-1-1-1-1-1
А' л Л'
V/ ¿ь> ^ ¿V'
V .Иг лг
■Продуктивность, мЗ/{сут*МПа) ■Проницаемость, мкм2
Гидропроводность, мкм2*см/{мПа*с)
Рис. 3. Результаты гидродинамических исследований по добывающей скважине 414, расположенной внутри элемента
Обобщенные результаты потокомет-рических исследований турнейской залежи по западному участку нагнетательных скважин 405, 410, 420, 494 и 423, 433 приведены в табл. 1, из них видно, что при закачке раствора щелочи выше приемистость скважин и принимающая толщина,
ниже, чем при закачке воды, давление закачки.
Это свидетельствует об улучшении процесса при закачке щелочного раствора по сравнению с закачкой пресной воды. Подобная динамика имеет место по каждой добывающей скважине. Результаты гидродинамических исследований до-
бывающих скважин также указывают на изменения коэффициентов продуктивности, гидропроводности и проницаемости пласта.
В большинстве случаев можно наблюдать тенденцию к снижению этих показателей при щелочном и циклическом воздействии. При системном воздействии в 2001-2010 гг. можно видеть изменения в сторону улучшения показателей, которые в последующее время уменьшаются, но остаются намного выше первоначальных при щелочном и циклическом воздействии (см. табл.2, 3, рис. 3). Это можно объяснить тем, что при закачке раствора и реакции щелочи с пластовой водой образуются осадки солей кальция и магния, которые заполняют высокопроницаемые пропластки, и раствор поступает в низкопроницаемые интервалы. Таким образом, увеличивается коэффициент охвата пласта заводнением. При системном воздействии и последующей закачке воды этот осадок продвигается по пласту от призабойной зоны и коэффициенты продуктивности, гидропроводности и проницаемости пласта увеличиваются. Разработка турнейской залежи Опалихинского месторождения по состоянию на 1.1.2016 позволила сделать ряд выводов.
Выводы
1. При реализация каждого метода повышения нефтеотдачи получена дополнительная добыча нефти, которая по всем методам в сумме составляет 771,3 тыс. т, прирост КИН - 11,1%.
2. Применение методов позволяет удерживать добычу нефти на высоком уровне на протяжении 30 лет.
3. Остаточный эффект в виде дополнительной добычи нефти продолжается и после прекращения метода воздействия.
4. Состояние разработки турнейской залежи Опалихинского месторождения
можно считать удовлетворительным: при высокой вязкости нефти (87,1 мПасс) обводненность составляет 75,8%, а отбор нефти - 45,4%.
5. В соответствии с утвержденной программой контроля и регулирования процессов ведутся отбор проб по добывающим и нагнетательным скважинам, замер дебитов и приемистости, гидродинамические исследования с последующим анализом.
Библиографический список
Борсуцкий З.Р., Тульбович Б.И., Злобин А.А. Изучение остаточной нефти в поровом объеме пород-коллекторов импульсным методом ядерного магнитного резонанса // Нефтяное хозяйство. 1991. №10. С. 23-27. Зотиков В.И., Козлова И.А., Кривощеков С.Н. Геологические основы рациональной разработки нефтяных и газовых месторождений: учеб. пособие. Пермь: Изд-во Перм.нац.исслед.политехн.ун-та, 2012. 169 с.
Иванова М.М. Динамика добычи нефти из
залежей. М.: Недра, 1976. 247 с. Максутов Р., Орлов Г., Осипов А. Освоение запасов высоковязких нефтей в Росссии (Электронный ресурс). 2005. URL:http:// www. oilcapital. ru /edition/archives/technik-06.2005/81690/public/82177/ shtml. Митрофанов В.П., Злобин А.А. Остаточная нефтенасыщенность и особенности поро-вого пространства карбонатных пород / Перм. гос. техн. ун-т. Пермь, 2003. 240с. Михневич В.Г., Гудков Е.П., Юшков И.Р. и др. Результаты щелочного заводнения на месторождениях Пермской области // Нефтяное хозяйство. 1994. №6. С.26-35. Тульбович Б.И., Михневич В.Г. Применение оторочки щелочи для повышения нефтеотдачи высоковязкой нефти // Нефтепромысловое дело. 1977. № 12. С. 5-9. Юшков И.Р., Ерофеев А.А., Юшков А.И. и др. Оценка результатов щелочного заводнения в Пермском крае // Нефтепромысловое дело.2013.№ 9. С. 57-63.
Intensification of Highly-Viscous Oil Recovery at the Opalikhinskoe Field
I.R. Yushkova, G.A. Tsvetkovab
aPerm National Research Polytechnic University, 29 Komsomolskiy Av., Perm 614000, Russia
bPerm State University, 15 Bukireva Str., Perm 614990, Russia E-mail: zvetkov71043@mail.ru
Obtaining a reliable and quick information about parameters needed to control methods of Enhanced Oil Recovery (EOR), increase of the oil production rate, and a reduction of the water cut is one of the main problems in the development of heavy oil fields. This problem is of most concern while developing Opalikhinskoe oil field containing the difficult oil reserves due to high oil viscosity and low reservoir permeability. The results of the laboratory studies allowed to work out the plan of Opalihinskoe field development based on the method of alkaline flooding that forms a surfactants to lower interfacial tension inside the porous reservoir. Accompanied with the cyclic, systematic, and integrated stimulation, it allowed increasing the oil production. The results of well tests indicate changes in productivity indexes of hydraulic conductivity and permeability. Application of the Enhanced Oil Recovery methods allows supporting the oil production at a high level for 30 years. Residual effect of higher oil production continues after ending the implementation of these methods.
Key words: base flooding, carbonate reservoir, oil increase, oil viscosity, cyclic injection, systemic exposure, flow and hydrodynamic studies, productivity index, hydraulic permeability, permeability.
References
nik- 06.2005 / 81690 / public / 82177 / shtml. Borsutsky Z.R., Tulbovich B.I., Zlobin A.A. 1991. (Accessed 02.11.2016)
Izuchenie ostatochnoy nefti v porovom Mitrofanov V.P., Zlobin A.A. 2003. Ostatochnaya obyome porod-kollektorov impulsnym neftenasyshchennost i osobennosti porovogo metodom yadernogo magntnogo rezonansa prostranstva karbonatnykh porod [Residual oil [Study of the residual oil within the pore saturation and characteristics of the pore space space of the reservoir using the pulsed nuclear of carbonate rocks]. PGTU, Perm, p. 240. (in magnetic resonance]. Neftyanoe khozyaystvo. Russian)
10:23-27. (in Russian) Mikhnevich V.G., Gudkov E.P., Yushkov I.R. et
Zotikov V.I., Kozlova I.A., Krivoshchekov S.N. al. 1994. Rezultaty shchelochnogo za-2012. Geologicheskie osnovy ratsionalnoy vodneniya na mestorozhdeniyakh Permskoy razrabotki neftyanykh i gazovykh mestorozh- oblasti [The results of an alkali flooding at oil deniy [Geological fundamentals of rational fields of the Perm Region]. Neftyanoe kho-development of oil and gas fields]: zyaystvo..6:26-35. (in Russian) Uchebn.posob. Perm. Nats. Issled. Tulbovich B.I., Mikhnevich V.G. 1977. Prime-Politekhn.Univ., Perm, p. 169. (in Russian) nenie otorochki shchelochi dlya povysheniya
Ivanova M.M. 1976. Dinamika dobychi nefti iz nefteotdachi bysoko-vyazkoy nefti [Use of al-zalezhey [Dynamics of reservoir oil produc- kali surfactants for enhanced recovery of tion]. Nedra, Moskva, p. 247. (in Russian) heavy oil]. Neftepromyslovoe delo. 12:5-9. (in
Maksutov R., Orlov G., Osipov A. 2005. Russian)
Osvoenie zapasov vysoko-vyazkikh neftey v Yushkov I.R., Yerofeyev A.A., Yushkov A.I. et al. Rossii [The development of the highly- 2013. Otsenka rezultatov shchelochnogo za-viscose oil reserves in Russia]. URL: http: // vodneniya v Permskom krae [Evaluation of www. oilcapital. ru / edition / archives / tech- alkaline flooding in Perm Krai]. Neftepromyslovoe delo. 9:57-63. (in Russian)
