РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ ЗАПАСОВ НЕФТИ И ГАЗА НА ВЫРАБОТАННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ

DISTRIBUTION OF RESIDUAL OIL AND GAS RESERVES IN DEVELOPED FIELDS

Danil Popov

student, Department of Geology and Exploration of Oil and Gas Fields, Ufa State Petroleum Technological University,

Russia, Ufa

Alexander Chizhov

scientific supervisor, associate professor, Ufa State Petroleum Technological University,

Russia, Ufa

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматривается проблематика распределения остаточных запасов нефти и газа на выработанных месторождениях. Описывается типичная структура остаточных запасов, а также факторы, влияющие на их формирование и распределение. Произведен анализ различных типов остаточных запасов и приведены условия, которые способствуют их образованию.

ABSTRACT

This article discusses the problem of distribution of residual oil and gas reserves in produced fields. Describe the typical structure of residual inventories and the factors affecting their storage and distribution. An analysis of various types of residual reserves is carried out and the conditions that contribute to their formation are given.

Ключевые слова: остаточные запасы, уровень добычи, коэффициент вытеснения, микронеоднородность, макронеоднородность.

Keywords: residual reserves, production level, displacement ratio, microheterogeneity, macroheterogeneity.

В результате продолжающейся эксплуатации нефтяных месторождений их запасы постепенно уменьшаются. Тем не менее, к завершению разработки обычно более половины геологических запасов остаются неизвлеченными из-за высокого содержания воды в добываемой продукции и достижения нерентабельных уровней добычи нефти.

Для частичного извлечения оставшейся нефти из недр требуется комплексный подход. Прежде всего, необходимо усовершенствовать существующие методы и оборудование для геофизического и гидродинамического исследования продуктивных пластов и скважин. Однако основным является наличие инструмента для анализа всей полученной информации и восстановления пространственного распределения нефти различных типов. В связи с неполнотой сведений о структуре нефтяных месторождений, особенно на старых фондах, возрастает значимость многовариантных расчетов строения пласта и истории его разработки. Эту задачу можно решить лишь с применением нового программного обеспечения и использованием современных технологий [1].

Основная причина образования неизвлеченных запасов нефти связана с неполным вытеснением нефти водой или другими рабочими агентами на макро- и микроуровнях. На макроуровне неполное вытеснение нефти характеризуется коэффициентом охвата, а на микроуровне - коэффициентом вытеснения. Из-за неполного охвата вытеснением нефти агентом в пласте остаются так называемые нефтенасыщенные объемы с начальной или близкой к ней нефтенасыщенностью. Степень охвата воздействия на объем пласта зависит от геологической структуры залежи, неоднородности коллекторских свойств пласта, плотности сетки скважин, режимов работы скважин и других факторов. Низкие коэффициенты вытеснения могут быть связаны, например, с инъекцией холодных поверхностных вод, которые обладают меньшей способностью к вытеснению по сравнению с пластовой водой. Выборочная эксплуатация высокопродуктивных зон и пластов также приводит к оставлению в недрах значительных запасов нефти [2].

Для выбора метода дополнительной добычи нефти на участках с истощенными месторождениями, необходимо сначала определить основные типы распределения остаточной нефти и выявить факторы, влияющие на процесс переформирования остаточных запасов нефти [3].

Рисунок 1. Виды остаточной нефти в заводненных пластах

V₁ – в линзах и пропластках, не охваченных дренированием; V₂ – в слоях и линзах, не охваченных заводнением; V₃ – невытесненная из-за вязкостной неустойчивости; V₄ – рассеянная в заводненной части пласта

Можно выделить следующие основные типы распределения остаточной нефти:

1. Тип остаточной нефти, обозначенный на рисунке 1 как V₁, представляет собой объемы нефти, находящиеся в недренажируемых пропластках и линзах. Этот вид остаточных запасов обусловлен неравномерностью, разрозненностью и низкой проницаемостью пластов. Сюда относятся нефтяные отложения в участках пласта, где процесс добычи происходит значительно медленнее, чем в основной части коллектора, включая нефть в малопроницаемых слоях. Если такая неоднородность охватывает до половины запасов месторождения, конечная добыча нефти может снизиться на 10–12 % по сравнению с добычей из монолитного пласта. Снижение средней проницаемости пластов с 2,0–2,5 до 0,15 мкм² также может привести к сокращению добычи на 12–15 %.

2. Тип остаточной нефти, обозначенный как V₂ на рисунке 1, представляет собой объемы нефти, которые не подверглись процессу заводнения в слоях монолитных пластов. Этот вид остаточных запасов обусловлен слоистой структурой пластов. Сюда включаются объемы нефти, оставшиеся в результате неравномерного продвижения фронта вытеснения в зонально-неоднородных пластах, где имеется полная гидродинамическая связь между зонами различной проницаемости. Кроме того, здесь учитываются крупные объемы нефти в отдельных зонах или пластах, которые не подверглись действию процессов извлечения из-за недостаточно частой и неравномерной сетки скважин или неэффективной системы разработки.

3. Тип остаточной нефти, обозначенный как V₃, представлен целиками нефти в высокопроницаемых пластах, образовавшихся в результате вязкостной неустойчивости процесса вытеснения. Внутри одного пласта проницаемость различных слоев может отличаться в 25-50 раз, а вязкость нефти может превышать вязкость воды в 1,5-100 раз. Увеличение вязкости нефти от 1 до 25 мПа·с приводит к снижению нефтеотдачи на 20-25%.

4. Тип остаточной нефти, обозначенный как V₄, представлен нефтью, рассеянной в заводненных частях пластов из-за неполного вытеснения водой. Этот вид остаточной нефти объясняется микронеоднородностью и характером смачиваемости поверхности пористой среды, а также высоким межфазным натяжением на границе контакта нефти с водой. Поры коллекторов могут изменяться от однородных гидрофильных до сильно микронеоднородных и гидрофобизованных. Изменение размеров пор и гидрофобизация поверхности коллекторов приводят к снижению коэффициента вытеснения в 1,5-2,0 раза по сравнению с однородными гидрофильными песчаниками. Рассеянная нефть находится в виде отдельных капель в порах или образует пленку, окружающую зерна породы, что делает ее устойчивой за счет поверхностных сил. Размеры частиц рассеянной нефти соответствуют размерам пор. Этот тип остаточной нефти также включает целики капиллярно-удержанной нефти, формирующиеся из-за неоднородности продуктивного пласта [4].

Следовательно, при неблагоприятном совокупном воздействии всех негативных факторов, вызванных присутствием всех четырех типов остаточных запасов нефти, конечная эффективность извлечения нефти из пластов может уменьшиться в 8-10 раз по сравнению с наиболее благоприятными условиями, при которых добывается 70-80% из начальных запасов нефти в пласте.

Исследование о распределении остаточных запасов нефти и газа на выработанных месторождениях позволяет сделать несколько важных выводов. Во-первых, понимание структуры и типов остаточных запасов позволяет эффективнее планировать процессы добычи и выбирать оптимальные методы извлечения. Во-вторых, факторы, влияющие на формирование остаточных запасов, необходимо учитывать при разработке стратегий управления месторождениями. Также важно учитывать возможные риски и ограничения, связанные с различными типами остаточных запасов, и применять соответствующие технологии для их оптимального извлечения.

Список литературы:

1. Назарова, С. А. Методика выявления зонального распределения остаточных запасов нефти длительно эксплуатируемых залежей / С. А. Назарова // Нефть и газ Западной Сибири : Материалы всероссийской научно-технической конференции, Тюмень, 16–17 октября 2007 года. Том 1. – Тюмень: Тюменский государственный нефтегазовый университет, 2007. – С. 16-19. – EDN UCZWJB. CCUS: монетизация выбросов СО2. VYGON Consulting, 2021 – с. 58. [Электронный ресурс] URL: https://vygon.consulting/products/issue-1911.
2. Ахметова, З. Р. Распределение остаточного нефтенасыщения заводненного неоднородного пласта с учетом структуризации нефти при техногенном воздействии / З. Р. Ахметова // Георесурсы, геоэнергетика, геополитика. – 2013. – № 2(8). – С. 12. – EDN SIESFV.
3. Проблемы теории фильтрации и механика процессов повышения нефтеотдачи // Сборник трудов Академии Наук СССР. Институт проблем механики. – М.: Наука, 1987. – 188 с.. [ Электронный ресур] URL: https://zeroemissionsplatform.eu/wp-content/uploads/Overall-CO2-Costs-Report.pdf
4. Ахметзянов, А. В. Структура остаточных запасов нефти и газа на истощенных месторождениях / А. В. Ахметзянов, Э. А. Мамедов, А. М. Сальников // Нефтепромысловое дело. – 2016. – № 6. – С. 5-7. – EDN VZYDJR.