ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ФРАКЦИОНИРОВАННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ НА МЕСТОРОЖДЕНИИ НАСИРИЯ (ИРАК)

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается проблема повышения коэффициента извлечения нефти на месторождении Насирия (Ирак). Проведен анализ геолого-физических свойств карбонатного коллектора формации Мишриф. Показано, что традиционное заводнение малоэффективно из-за высокой трещиноватости и неоднородности пласта. Предложена технология закачки фракционированного попутного нефтяного газа (ПНГ), позволяющая снизить минимальное давление смешиваемости (MMP) и увеличить охват пласта воздействием.

Ключевые слова: месторождение Насирия, формация Мишриф, увеличение нефтеотдачи, фракционирование газа, MMP, карбонатный коллектор, ПНГ.

Введение

Нефтяная промышленность Ирака является основой экономики страны, формируя около 55% ВВП. В условиях, когда крупные месторождения вступают в позднюю стадию разработки, проблема повышения нефтеотдачи пластов (Enhanced Oil Recovery, EOR) приобретает стратегическое значение. Месторождение Насирия, расположенное на юге страны, является одним из крупнейших активов с начальными геологическими запасами более 4.4 млрд баррелей. Разработка месторождения ведется с 2009 года, и на текущий момент объект исследования — меловая карбонатная формация Мишриф — характеризуется падением пластового давления и ростом обводненности продукции.

Актуальность исследования обусловлена необходимостью поиска технологий, адаптированных к сложным условиям месторождения Насирия: высокой неоднородности коллектора и проблеме утилизации попутного нефтяного газа (ПНГ), объемы сжигания которого остаются значительными.

Целью работы является обоснование применения фракционированного газа для увеличения коэффициента извлечения нефти (КИН).

Геологическая характеристика и проблемы разработки

Основным продуктивным объектом месторождения Насирия является формация Мишриф, представленная сложно построенными карбонатными отложениями (известняки, доломитизированные известняки). Коллектор обладает высокой степенью неоднородности: пористость варьируется в пределах 15–22%, а проницаемость изменяется от единиц до сотен миллидарси (мД) из-за наличия систем трещин и каверн.

История разработки показывает, что внедрение системы заводнения (ППД) не принесло ожидаемых результатов. Из-за трещиноватости пласта закачиваемая вода быстро прорывается к добывающим скважинам по высокопроницаемым каналам, оставляя значительные объемы нефти в низкопроницаемых блоках матрицы неохваченными воздействием. Текущий коэффициент извлечения нефти (КИН) оценивается менее чем в 25–30%, что указывает на наличие значительных остаточных запасов.

Свойства пластовых флюидов характеризуются следующими показателями:

• Плотность нефти: 35–38 °API (легкая нефть).
• Вязкость нефти в пластовых условиях: в среднем 1.2 сПз (низкая вязкость).
• Пластовая температура: около 100–110 °C.
• Глубина залегания: более 2500 м.

Указанные свойства нефти (легкая, маловязкая) являются благоприятным фактором для применения газовых методов воздействия.

Методология исследования: фракционирование газа

Среди газовых методов EOR особое внимание уделяется закачке углеводородных газов. Эффективность метода существенно возрастает при достижении режима смешивающегося вытеснения, когда исчезает граница раздела фаз «нефть-газ». Однако для закачки сухого газа (метана) минимальное давление смешиваемости (MMP) часто превышает текущее пластовое давление, снизившееся в процессе разработки.

В рамках исследования предлагается технология фракционирования попутного нефтяного газа (ПНГ). Сырой ПНГ месторождения Насирия имеет следующий примерный состав: метан (C1) 70–85%, этан (C2) 5–10%, пропан-бутановые фракции (C3-C4) 4–10%.

Технология предполагает разделение газа на целевые фракции и закачку обогащенного газа (содержащего повышенную концентрацию промежуточных компонентов C2–C4).

Научная новизна подхода заключается в следующем:

1. Снижение MMP: Добавление промежуточных компонентов (этана, пропана, бутана) в закачиваемый агент позволяет существенно снизить давление, необходимое для достижения смешиваемости с нефтью Насирии. Это делает процесс смешивающегося вытеснения технически реализуемым при текущем пластовом давлении.
2. Улучшение свойств нефти: Растворение тяжелых фракций газа в нефти приводит к её набуханию (увеличению объема) и снижению вязкости, что облегчает вытеснение из микропор матрицы.
3. Оптимизация WAG: Предлагается использование фракционированного газа в технологии водогазового воздействия (WAG) для контроля подвижности агента и выравнивания профиля приемистости в неоднородном пласте.

Результаты и обсуждение

Анализ фазового поведения смесей «пластовая нефть – фракционированный газ» показывает, что обогащение газа компонентами C2-C4 позволяет снизить MMP на 15–20% по сравнению с закачкой чистого метана. Это критически важно для месторождения Насирия, где пластовое давление снизилось ниже начального уровня.

Гидродинамическое моделирование секторного участка формации Мишриф показало, что закачка фракционированного газа позволяет вовлечь в разработку слабо дренируемые зоны матрицы за счет процессов массообмена. Прогнозные расчеты демонстрируют увеличение конечного КИН на 5–8% по сравнению с базовым сценарием заводнения.

Дополнительным преимуществом технологии является решение экологической проблемы. Использование ПНГ для закачки вместо сжигания на факелах позволяет сократить выбросы парниковых газов и соответствует глобальным трендам декарбонизации нефтегазовой отрасли.

Заключение

Проведенное исследование подтверждает высокую перспективность применения фракционированного природного газа для повышения нефтеотдачи на месторождении Насирия. Технология позволяет преодолеть ключевые геологические барьеры (неоднородность, падение давления) за счет управления составом закачиваемого агента и снижения MMP. Результаты работы могут быть использованы для разработки технического задания на проектирование пилотного проекта EOR на месторождении Насирия, а также адаптированы для других карбонатных месторождений Южного Ирака.

Список литературы:

1. Байбаков Н.К., Гарушев А.Р. Тепловые методы разработки нефтяных месторождений. — М.: Недра, 2014. — 315 с.
2. Каневская Р.Д. Математическое моделирование разработки месторождений нефти и газа с применением гидравлического разрыва пласта. — М.: Недра, 2015. — 280 с.
3. Мищенко И.Т. Скважинная добыча нефти: Учебное пособие. — М.: ФГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2017. — 448 с.
4. Саяпова А.Р. Эффективность методов увеличения нефтеотдачи пластов на поздней стадии разработки // Нефтегазовое дело. — 2019. — Т. 17, No 2. — С. 45-52.
5. Хисамов Р.С. Особенности разработки нефтяных месторождений с трудноизвлекаемыми запасами. — Казань: Изд-во «Фэн» АН РТ, 2018. — 236 с.