Экономическая целесообразность рекомендации оптимального режима заводнения при моделировании вытеснения высоковязких нефтей

№66-2,

экономические науки

Вытеснение нефти при оптимальном режиме заводнения приводит к увеличению нефтеотдачи пласта. При этом водный период при разработке залежей высоковязкой нефти может затянуться, что может оказаться экономически нецелесообразным. В связи с этим необходимо при проектировании разработки месторождений и выборе оптимального темпа заводнения учитывать также временной фактор.

Похожие материалы

Одним из важных факторов влияющих на величину остаточной нефтенасыщенности пласта в процессе эксплуатации системы поддержания пластового давления (ППД) оказывает правильно подобранный темп заводнения и, соответственно, градиент давления вытеснения нефти. Степень влияния подчеркнута авторами во многих исследованиях проведенных в лабораторных условиях .

В лабораторной практике темп заводнения подразумевает собой отношение расхода закачиваемой в пласт воды к единице площади порового пространства с учетом неполного вытеснения нефти и остаточной воды.

Увеличение темпа заводнение приводит к увеличению градиента давления вытеснения, что способствует вовлечению в процесс фильтрации незадействованного ранее нефтенасыщенного объема и увеличению площади фронта заводнения. Вместе с тем увеличение градиента давления приводит и к дисперсности нефти. Таким образом, с одной стороны, имеет место увеличение движущегося объема нефти, влекущее к уменьшению остаточной нефтенасыщенности и к росту фазовой проницаемости коллектора для нефти; с другой стороны — имеет место интенсивное диспергирование нефти, которое также приводит к увеличению фазовой проницаемости пористой среды для воды, интенсивному проскальзыванию ее относительно нефти, результатом чего является снижение коэффициента вытеснения [1]. Исходя из этого следует, что заводнение с темпом, отличающимся от оптимального сопровождается увеличением остаточной нефти. Причем эти объемы не восполнимы никакими вариантами технологии заводнения без применения методов увеличения нефтеотдачи.

Лабораторные исследования показывают также, что увеличение градиента давления до оптимального после добычи нефти в безводный период с градиентом ниже оптимального не позволяет увеличить коэффициент вытеснения нефти, до максимально возможных при заводнении значений.

Характерной особенностью обладает процесс определения оптимального темпа заводнения при вытеснении высоковязкой нефти, адсорбционная способность которой, значительно увеличивает водный период и вынуждает нас принимать во внимание не только значение коэффициента вытеснения, но и временной фактор. Данную особенность можно проследить по результатам работ по вытеснению нефти водой при различных темпах заводнения песчаников терригенной толщи нижнего карбона. Исследования выполнялись согласно утверждённой методики [2] с соблюдением критериев подобия.

При проведении экспериментов воспроизводились геолого-физические и термобарические пластовые условия объекта разработки. Линейные модели пласта представлены образцами песчаников терригенной толщи нижнего карбона с абсолютной проницаемостью 800 мД, открытой пористостью 22% и начальной водонасыщенностью 17%. В качестве пластового флюида использовалась модель нефти динамической вязкостью 66 мПа·с при температуре 28 °С.

Зависимость показателей вытеснения нефти от темпа заводнения
Рисунок 1. Зависимость показателей вытеснения нефти от темпа заводнения

Согласно экспериментально полученной зависимости, максимальный коэффициент вытеснения нефти (60% — 62 %) возможно достигнуть при заводнении темпом от 150 до 270 м/год. Градиент давления при этом составит, соответственно, 0,050-0,070 МПа/м.

Между тем, оптимальный темп до прорыва воды, составлял 112,9 м/год (градиент давления 0,049 МПа/м). При этом мы получили коэффициент вытеснения 50,3%, за водный период добыли 14,72%. За полный период заводнения при этом темпе коэффициент вытеснения нефти составил 59,0%.

Анализируя полученные данные с учетом временного фактора оказалось, что в одном случае увеличивая темп заводнения в 1,33 раза, мы увеличили время извлечения нефти в 2,45 раза, а время водного периода увеличилось в 2,93 раза. При этом прирост коэффициента вытеснения нефти составил 0,7%.

В другом случае увеличение темпа заводнения в 2,07 раза, привело к увеличению времени проведения эксперимента в 1,97 раза, водного периода — в 2,35 раза, а прирост коэффициент вытеснения составил 2,3%.

На диаграмме (рисунок 2) можно увидеть снижение времени безводного периода с увеличением темпа заводнения и значительно возросшее время водного периода при темпах заводнения, при которых коэффициент вытеснения имеет наибольшее значение.

Диаграмма изменения времени фильтрации от темпа заводнения
Рисунок 2. Диаграмма изменения времени фильтрации от темпа заводнения

Для оценки эффективности поддержания оптимального режима заводнения после прорыва воды, как метода увеличения нефтеотдачи, рассмотрим следующий эксперимент.

До прорыва воды заводнение проводилось с темпом заводнения 57,4 м/год, градиент давления при этом составил 0,063 МПа/м, после прорыва темп заводнения увеличили до 197,8 м/год. Градиент давления при этом возрос до 0,092 МПа/м и к завершению фильтрации нефти снизился до 0,059 МПа/м (таблица 2).

Прирост коэффициента вытеснения нефти после увеличения темпа заводнения составил 5,1 %, но это не привело к увеличению коэффициента вытеснения до значения, полученного при оптимальном режиме.

Заключение

Анализ проведенных лабораторных исследований по определению оптимального темпа заводнения песчаников терригенной толщи нижнего карбона показал, что:

  • при определении оптимального темпа заводнения при вытеснении высоковязких нефтей необходимо учитывать не только значения полученных коэффициентов вытеснения при различных темпах, но и временной фактор, т. е. экономическую целесообразность значительного уменьшения времени разработки объекта при незначительных различиях в конечных результатах.
  • для получения максимального значения коэффициента вытеснения оптимальный режим заводнения необходимо поддерживать с самого начала разработки объекта.

Список литературы

  1. Бабалян Г.А. Вопросы механизма нефтеотдачи // Азнефтеиздат – Баку. – 1956.- с.249.
  2. ОСТ 39-195-86 «Нефть. Метод определения коэффициента вытеснения нефти водой в лабораторных условиях» // Миннефтепром – Москва. – 1986. – с.19.