МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОЛИМЕРНОГО ЗАВОДНЕНИЯ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВЫСОКООБВОДНЕННЫХ СКВАЖИН

​АННОТАЦИЯ

Большое количество мировых нефтяных месторождений эксплуатируется на 4 стадии разработки, перед рядом компаний стоит вызов в продлении рентабельности разработки таких месторождений. Один из методов – применение третичных методов увеличения нефтеотдачи. Для месторождений большой площади актуально будет применение полимерного заводнения. По объекту исследования, на котором средняя обводненности скважинной продукции около 90%, была оценена эффективность технологии полимерного заводнения за 20 лет. Наибольший прирост накопленной добычи нефти по синтетической ГДМ (5 скважин) был получен при закачке полимерных растворов 879.34 м³ (0.56 %). Кроме того, происходит сокращение закачки и добычи жидкости, что приводит к снижению обводненности продукции. Если с экономической точки зрения технология окупаема, то результаты можно тиражировать на весь эксплуатационный объект.

Ключевые слова: гидродинамическое моделирование, полимерное заводнение, нефтяной пласт, прирост накопленной добычи нефти, увеличение коэффициента охвата заводнением.

Большое количество нефтяных месторождений в мире находится на заключительной стадии разработки, для которой характерна высокая обводненность продукции скважин. Себестоимость нефти, добытой из таких скважин, значительно выше в виду высоких затрат на электроэнергию.

Полимерное заводнение – третичный метод увеличения нефтеотдачи (МУН), направленный на увеличение коэффициента охвата [1]. При традиционном заводнении холодной воды возможны прорывы по высокопроницаемым пропласткам от нагнетательных скважин к добывающим. При полимерном заводнении образуется равномерный фронт вытеснения нефти (рисунок 1).

Рисунок 1. Фронты вытеснения нефти при закачке холодной воды и полимерного заводнения [2]

Данный МУН особенно актуален для месторождений большой площади. Объект исследования – пласт уникального нефтяного месторождения Западной Сибири большой площади. Средняя обводненность продукции на пласте около 90%.

По пласту была построена синтетическая гидродинамическая модель (ГДМ), представляющей пласт в целом с позиции геолого-промысловых параметров. В синтетической ГДМ задана геологическая неоднородность (рисунок 2).

Рисунок 2. Синтетическая ГДМ по объекту исследования. Куб проницаемости

Средняя пористость по объекту исследования – 23%, проницаемость – 149 мД, мощность пласта – 17 м, песчанистость – 55%, глубина залегания – 2013 м, вязкость нефти – 1.21 сПз.

В модели задана пятиточечная обращенная система скважин, в центре нагнетательная скважина J1, в углах добывающие скважины W1, W2, W3, W4, на которые были заданы множители на продуктивность с целью масштабирования участка на весь объект в целом. Расстояние между добывающими скважинами составляет 340 м, от нагнетательной до добывающих – 240 м.

Расчеты проводились на 40 лет. Контроль добывающих и нагнетательной скважин – по забойному давлению. Расчеты были проведены для следующих вариантов: базовый без закачки полимеров, три варианта с закачкой полимеров с концентрациями 0.1, 0.3, 0.5 кг/м³ в период с 01.01.2025 до 01.01.2045 г.

Накопленная добыча нефти за 20 лет (включая историческую работу) по вариантам: базовый – 157.29 тыс.м³, вариант с концентрацией полимеров 0.1 кг/м³ – 157.40 тыс.м³ (прирост 111.18 м³), вариант с концентрацией полимеров 0.3 кг/м³ – 157.68 тыс.м³ (прирост 384.32 м³), вариант с концентрацией полимеров 0.5 кг/м³ – 158.17 тыс.м³ (прирост 879.34 м³) (рисунок 3-4).

Накопленная добыча жидкости за 20 лет по вариантам: базовый – 3655.80 м³, вариант с концентрацией полимеров 0.1 кг/м³ – 2528.72 тыс.м³ (уменьшение на 1127.08 тыс.м³), вариант с концентрацией полимеров 0.3 кг/м³ – 1495.14 тыс.м³ (уменьшение на 2160.66 тыс.м³), вариант с концентрацией полимеров 0.5 кг/м³ – 904.04 тыс.м³ (уменьшение на 2751.77 тыс.м³) (рисунок 5-6).

Накопленная закачка воды за 20 лет по вариантам: базовый – 3687.42 тыс.м³, вариант с концентрацией полимеров 0.1 кг/м³ – 2560.36 тыс.м³ (уменьшение на 1127.06 тыс.м³), вариант с концентрацией полимеров 0.3 кг/м³ – 1526.83 тыс.м³ (уменьшение на 2160.60 тыс.м³), вариант с концентрацией полимеров 0.5 кг/м³ – 935.81 тыс.м³ (уменьшение на 2751.62 тыс.м³) (рисунок 7-8).

Рисунок 3. Накопленная добыча нефти по вариантам расчетов

Рисунок 4. Изменение накопленной добычи нефти по вариантам расчетов

Рисунок 5. Накопленная добыча жидкости по вариантам расчетов

Рисунок 5. Изменение накопленной добычи жидкости по вариантам расчетов

Рисунок 5. Накопленная закачка воды по вариантам расчетов

Рисунок 6. Изменение накопленной закачки воды по вариантам расчетов

Приросты добычи нефти оказались незначительными. Например, для высокой обводненности, как на объекте исследования, был получен прирост коэффициента извлечения нефти 1,85 % [3]. При анализе мирового опыта, что приросты в работе вполне реалистичны [4]. В ходе работы не были заданы современные растворы полимеров, от которых происходит снижение остаточной нефтенасыщенности [5]. Снижение приемистости по нагнетательной скважине снижает пластовое давление по модели, из-за чего происходит снижение дебитов жидкости по добывающим скважинам. Однако происходит снижение обводненности продукции, соответственно снижается электроэнергия на добычу нефти.

Список литературы:

1. Полимеры. – Текст : электронный // Studfiles : официальный сайт. – URL : https://studfile.net/preview/6145156 (дата обращения : 12.01.2025).
2. Мессояханефтегаз получил результаты испытаний технологии повышения нефтеотдачи с помощью полимерного заводнения / Д. Савосин – URL: http://neftegaz.ru (дата обращения: 12.01.2025). – Текст: электронный.
3. Зольников Д.Н., Оценка потенциала применения полимерного заводнения на нефтяном месторождении Западной Сибири / Д.Н. Зольников. – Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 2024. – № 3 (165). – С. 73-82.
4. Прибылев Е.М., Анализ мирового опыта реализации технологии полимерного заводнения / Е.М. Прибылев. – Текст : непосредственный // Проблемы разработки месторождений углеводородных и рудных полезных ископаемых. – 2020. – Т.2. – С. 332-336.
5. Оценка технологической эффективности полимерного заводнения на примере пласта Ю₂ Усть-Тегусской площади месторождения им. Малыка / А.В. Кобяшев, А.А. Пятков, В.А. Захаренко [и др.]. – Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 2023. – № 2 (158). – С. 41-61.