CC BY
101
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 622.276.43
А.А. Габдуллин
студент 1 курса магистратуры УГНТУ,
г. Уфа, РБ, РФ E-mail: mazami@mail.ru Н.Р. Зарипова студент 1 курса магистратуры УГНТУ,
г. Уфа, РБ, РФ E-mail: nelek-1795@yandex.ru Р.А. Майский канд. техн. наук, доцент УГНТУ, г. Уфа, РБ, РФ E-mail: ravanmay@yandex.ru
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛИМЕРНОГО ЗАВОДНЕНИЯ ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ НА ПРИМЕРЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ БАШКОРТОСТАНА
Аннотация
В последние годы все чаще прибегают к третичным методам по увеличению нефтеотдачи, что небеспричинно. Однако, прежде чем задать тот или иной параметр необходимо четко осознавать важность верного направления при решении поставленной задачи. Одним и коррективов при разработке нефтяных месторождений сегодня может выступать адаптированная гидродинамическая модель. Благодаря верной адаптации и регулированию необходимых параметров под соответствие истории разработки появляется возможность прогнозирования нефтеотдачи при том или ином воздействии на пласт. В рамках данной статьи рассматривается моделирование процесса полимерного заводнения и расчет его экономической эффективности с дальнейшим сравнением полученных результатов с базовым обычным заводнением.
Ключевые слова
Месторождение, полимер, заводнение, увеличение нефтеотдачи, гидродинамическая модель
Разработка нефтяных и газовых месторождений на сегодняшний день располагает достаточно широкими возможностями для анализа и регулирования процессов, происходящих в пласте. Также современный подход, позволяющий выполнять оцифровку материалов месторождений, производить их интерпретацию в цифровой форме, в виде геологических и гидродинамических моделей, дает возможность осуществлять моделирование разного рода подходов к разработке.
Нужно отметить, что современное состояние многих нефтяных месторождений подразумевает собой применение различного рода методов по увеличению нефтеотдачи. В частности, к ним относятся: химические, физические, микробиологические, гидродинамические, тепловые, комбинированные и газовые методы. Однако при проектировании той или иной операции необходимо собрать качественную информацию о пласте, оценить все риски и выполнить манипуляции по их снижению. Немаловажным фактором в рамках современной экономической ситуации является и рентабельность проекта, так как операции и реагенты стоят недешево.
Современные инструменты, такие как гидродинамические симуляторы на сегодняшний день позволяют максимально эффективно решать все вышеперечисленные проблемы. Благодаря заложенным в них посредством математического аппарата наиболее изученных физических закономерностей и законов у инженеров-нефтяников имеется возможность выполнять прогнозирование по применению той или иной
операции на многие годы вперед, сводя технологические и экономические риски к минимуму.
В рамках данной статьи авторы поставили перед собой цель по рассмотрению возможности применения полимерного заводнения на Пашийском горизонте одного из месторождений Башкортостана и оценить целесообразность данной операции. Отметим также, что помимо данного воздействия планируется выполнить обзор по более современным методам, которые будут реализованы в дальнейшем.
Сама суть полимерного заводнения состоит в том, чтобы выровнять подвижность нефти и вытесняющего агента, что в свою очередь позволяет увеличивать охват пласта заводнением. Для этого в воде растворяют высокомолекулярный химический реагент - полимер, чаще всего используют полиакриламид. Его особенность состоит в том, что даже при малых концентрациях он существенно повышает вязкость воды и снижает ее подвижность, сближая данный вид воздействия с поршневым вытеснением. Кроме того, помимо хорошей вытесняющей способности нефти, полимерный раствор лучше вытесняет связную пластовую воду из пористой среды. Но не стоит забывать, что имеются и отрицательные стороны данного метода. В первую очередь, при его использовании резко снижается продуктивность нагнетательных скважин вследствие повышения вязкости, которую не всегда можно компенсировать повышением давления. Вторым минусом считается разрушение молекул полимера в водном растворе посредством различных факторов вследствие их деструкции и, как следствие, уменьшения загущающей способности.
Моделирование рассматриваемой технологии воздействия производилась на базе уфимского государственного нефтяного технического университета (УГНТУ) в программном комплексе Tempest MORE компании Roxar. В качестве рабочего материала была использована гидродинамическая модель башкирского месторождения, на котором был отобран исследуемый сектор с тремя нагнетательными скважинами, так как расчет всего пласта занимает большое количество времени. Помимо модели, авторами был проведен анализ исследуемой области и использованы дополнительные литературные источники.
Перед началом моделирования авторами был выполнен расчет по технологической реализации метода, который состоял из следующих пунктов:
1) нахождение порового объема рассматриваемого объекта Упор=1,77*106 м3;
2) нахождение объема закачиваемой оторочки раствора полимера Уриоли=0,354*106
м
что
составляет 20% от объема пор;
3) нахождение объема сухого вещества для приготовления оторочек растворов Уполи=177 м3;
4) нахождение массы сухого вещества с учетом плотности ГПАА Мгпаа=230 т;
5) определение суммарной приемистости по трем скважинам ЕП=164 м3/сут;
6) определение количества времени на закачку полимерного раствора при использовании системы ППД и дозирующего устройства Т = 2159 сут = 5,92 лет.
Сведем все полученные результаты в рекуррентную таблицу (см. табл. 1).
Таблица 1
Результаты по технологической реализации полимерного заводнения
Наименование компонента Объем раствора оторочки, м3 Концентрация раствора оторочки, % Объем сухого вещества, м3 Плотность сухого вещества, кг/м3 Масса сухого вещества, т Время закачки, лет
Полимер 354000 0,05 177 1300 230 5,92
Следующим этапом было решено выполнить прогнозирование показателей разработки в среде гидродинамического симулятора Tempest MORE. Однако для того, чтобы исследование носило сравнительный характер, было решено произвести прогноз на 20 лет вперед без использования каких-либо модуляторов. Вместо этого в качестве агента использовалась обычная вода. После завершения первого (базового) прогноза авторами были задействованы модуляторы, необходимые для адекватной работы программы в режиме полимерного заводнения. Таким образом были получены следующие результаты, представленные на рисунках ниже (рис.1, 2).
-Полимер —^—Базовый —•— История Рисунок 1 - Динамика изменения накопленных запасов нефти, рассчитанная в гидродинамической модели
Рисунок 2 - Сравнение динамики накопленной добычи базового и полимерного вариантов заводнения,
рассчитанных в гидродинамической модели
Далее сведем полученные результаты в сравнительную таблицу (см. табл. 2).
Таблица 2
Итоговые данные, полученные с помощью ГДМ для базового и полимерного вариантов заводнения
№ вар. Вид МУН Накопленная за весь период нефть, тыс. м3 Накопленная нефть за 20 лет, тыс. м3 ДДН, тыс. м3 Относительный прирост, %
Базовый - 516,462 73,932 - -
1 Полимер 531,640 89,11 15,178 2,9
Как видно из таблицы 2 относительный прирост для полимерного заводнения по сравнению с обычным заводнением не так велик, как хотелось бы. И успешность данного метода увеличения нефтеотдачи не является положительной, так как при всех затратах не дает необходимые 3% прироста к дополнительной добыче нефти.
Для окончательного вердикта авторами было выполнено технико-экономическое обоснование для выявления рентабельности технологии (см. табл. 3).
Средняя цена за 1 кг полимера составляет порядка 5 $;
Расход электрической энергии на 1 м3 закачки составляет порядка 1,9 кВт.ч/м3;
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 12/2017 ISSN 2410-700Х_
Средняя цена 1000 кВт.ч электроэнергии составляет порядка 52 $.
Таблица 3
Технико-экономическое обоснование проекта
Показатель Значение
Чистый дисконтированный доход, млн. руб 734,59
Индекс доходности 16,041
Суммарные капитальные затраты, млн. руб 63,44
Срок окупаемости меньше года
Таким образом, в ходе проделанного анализа можно сделать вывод, что данная технология является достаточно перспективной и дает положительные экономические результаты. Однако, необходимо учитывать, что в условиях реального пласта показатели могут сильно отличаться, и это, в первую очередь, связано с тем, что невозможно точно предугадать поведение того или иного флюида, даже с условием полной сходимости показателей адаптированной модели. Также стоит отметить, что каждая пластовая система является уникальной, а, следовательно, подбор соответствующих реагентов необходимо соблюдать должным образом.
Список использованной литературы:
1. Сургучёв, М.Л., Вторичные и третичные методы увеличения нефтеотдачи пластов / М. Л. Сургучёв /. -М. Недра, 1985. - 308 с.
2. Ибатуллин, Р.Р., Технологические процессы разработки нефтяных месторождений / учеб. пособие: 2010.- 325 с.
3. Основы методов увеличения нефтеотдачи. Университет Техас-Остин. (EOR Fundamentals by Larry Lake U of Texas-Austin. The Society of petroleum engineer.) Книга известного американского профессора Ларри Лейка (Larry Lake, University of Texas at Austin). [Электронный ресурс]. - URL: http://www.oil-info.ru/content/view/148/59 (Дата обращения 05.06.2017)
© Габдуллин А.А., Зарипова Н.Р., Майский Р.А., 2017
УДК 631.372
П.С. Грачев
студент 4 курса МФМГТУ им. Н.Э. Баумана
г. Мытищи, РФ Pawel.grachyo@yandex.ru А.М. Черкунов студент 4 курса МФМГТУ им. Н.Э. Баумана
г. Мытищи, РФ aleks ey_cherkunov@mail. ги Научный руководитель: В.Е. Клубничкин конд. техн. наук, доцент МФМГТУ им. Баумана
г. Мытищи, РФ vklubnichkin@mgul .ac.ru
НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ О ПОДБОРЕ РАЦИОНАЛЬНОГО СОСТАВА МАШИННО-
ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ
Аннотация
Для подбора рационального состава машинно-тракторного агрегата используют ряд показателей: коэффициент загрузки двигателя Кз представляющий собой отношение текущего значения момента
