Метод нестационарного заводнения, сочетающий в себе методы циклического заводнения и изменения направления фильтрационных потоков, остается одним из наиболее низкозатратных и эффективных способов повышения нефтеотдачи пластов. За счет создания нестационарных перепадов давления вследствие попеременного изменения режима нагнетания воды по группам нагнетательных скважин данный способ позволяет включить в работу ранее не охваченные заводнением прослои, зоны и участки коллекторов с пониженной проницаемостью.

Для повышения эффективности циклической закачки на объектах ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» в филиале «КогалымНИПИнефть» была разработана специальная методика, позволяющая оперативно отбирать геологически благоприятные объекты и участки под реализацию нестационарного заводнения, а также рассчитывать время полуциклов остановки/закачки нагнетательных скважин. В период с 2013 по 2015 год метод нестационарного заводнения был реализован на 86 участках 20 месторождений предприятий ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь», отобранных по этой методике. Успешность мероприятий составила более 80%, а средняя удельная эффективность по месторождениям Компании – 150 т нефти на скважино-операцию.

20.10.2017 Инженерная практика №07/2017

Гуляев Вячеслав Николаевич Начальник отдела планирования и мониторинга ГДМ ПНП Филиала ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «КогалымНИПИнефть» в г. Тюмени

Киприн Иван Иванович Ведущий инженер отдела планирования и мониторинга ГДМ ПНП Филиала ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «КогалымНИПИнефть» в г. Тюмени

Захарова Наталья Павловна Инженер I категории отдела планирования и мониторинга ГДМ ПНП Филиала ООО «ЛУКОЙЛ- Инжиниринг» «КогалымНИПИнефть» в г. Тюмени

Доля трудноизвлекаемых запасов углеводородов в России продолжает расти, в то время как полнота охвата залежей заводнением и их нефтеотдача, напротив, резко снижаются при увеличении степени геологической неоднородности разреза нефтяных пластов. Опыт разработки таких пластов показывает, что коэффициент извлечения нефти (КИН) даже при больших объемах закачки и отбора жидкости из них остается низким. Вследствие этого на объектах образуются участки с бессистемным чередованием заводненных высокопроницаемых и нефтенасыщенных (менее проницаемых) слоев и зон. Последние могут составлять до 30-50% от первоначального нефтенасыщенного объема.

Для охвата заводнением не вовлеченных в разработку нефтенасыщенных слоев, используются разные методы повышения нефтеотдачи пластов (ПНП). Одним из наиболее низкозатратных и эффективных способов ПНП признан метод нестационарного заводнения (НЗ), сочетающий в себе метод циклического заводнения (ЦЗ) и метод изменения направления фильтрационных потоков (ИНФП). Нестационарное заводнение предусматривает попеременное изменение режима нагнетания воды по группам нагнетательных скважин с целью создания нестационарных перепадов давления, позволяющих включить в работу ранее не охваченные заводнением прослои, зоны и участки коллекторов с пониженной проницаемостью.

Основное преимущество метода нестационарного заводнения заключается в том, что он может применяться в рамках обычно используемых систем разработки с заводнением на объектах, характеризующихся неоднородным геологическим строением (толщиной и зональной неоднородностью, терригенными и карбонатными коллекторами) при различной вязкости нефти. НЗ может использоваться при разных типах сеток добывающих и нагнетательных скважин. Метод применим как на ранней, так и на поздней стадиях разработки. Также возможно его применение на месторождениях с высокой обводненностью даже после достижения предела рентабельности эксплуатации скважин в условиях стационарного заводнения.

Разработка адресных программ циклического или нестационарного заводнения состоит из трех основных этапов. На первом этапе на месторождении выбираются объекты и участки для проведения заводнения, на втором – осуществляется их классификация по степени возможной эффективности ЦЗ, на третьем – разрабатывается адресная программа практической реализации ЦЗ.

МЕТОДИКА ВЫБОРА УЧАСТКОВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЦИКЛИЧЕСКОГО ЗАВОДНЕНИЯ

С целью выбора участков для применения метода циклического заводнения на месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» используется разработанная в филиале «КогалымНИПИнефть» методика, основанная на использовании четырехслойной геологостатистической профильной модели пласта. В отличие от трехмерной (геолого-гидродинамической модели) четырехслойная модель позволяет оперативно подбирать участки, на которых находятся гидродинамически связанные прослои с разной проницаемостью. Между этими прослоями при циклическом заводнении будут возникать перетоки флюидов, за счет которых может быть получен эффект в виде дополнительной добычи нефти. Схема эффективных перетоков на такой модели показана вертикальной синей штриховкой на рис. 1.

При использовании указанной методики отсутствует необходимость проведения трудоемких, а иногда и продолжительных расчетов параметров циклического заводнения, которые в стандартном случае выполняются при помощи трехмерной геолого-гидродинамической модели [2].

Применение четырехслойной модели позволяет составить карту распределения комплексного параметра геологической благоприятности (Fco) циклического заводнения, по которой выбираются участки со связанными прослоями с разной проницаемостью. Далее с учетом параметров гидродинамически связанной части коллектора по проницаемости и пористости низкопроницаемого прослоя определяется оптимальная продолжительность полуцикла воздействия.

На выбранных участках строилась четырехслойная геолого-статистическая модель, по которой для каждого слоя определялись такие параметры, как проницаемость (абсолютная), эффективная толщина, пористость и нефтенасыщенность. Пример подобных расчетов для одного из участков приведен в таблице.

Режимы работы нагнетательных скважин (время работы и остановки) при циклической закачке воды в пласт определялись исходя из расчетов оптимальной рабочей частоты смены циклов по формуле М.Л. Сургучева [3] с использованием параметров пласта, полученных из четырехслойной модели:

где w_р — рабочая частота колебаний расхода воды; χ = k/(μ β) – средняя пьезопроводность низкопроницаемых прослоев; μ, m, k – характерные средние вязкость, пористость, проницаемость пласта, соответственно; β – коэффициент сжимаемости породы и жидкости; L – среднее расстояние от нагнетательных (циклическая закачка) до реагирующих скважин на участке; t – длительность полуцикла нестационарного воздействия. Отметим, что до применения такого подхода не существовало количественного критерия для обоснования выбора как собственно технологии нестационарного заводнения, так и технологических параметров ее применения, например, такого, как продолжительность полуцикла. В этом заключается новизна используемой в филиале «КогалымНИПИнефть» методики.

После окончательного выбора участков с учетом реализуемой системы заводнения подбираются нагнетательные скважины и оптимальная схема их отключения. Для увеличения эффекта за счет ИНФП схема отключения нагнетательных скважин не должна многократно повторять схемы отключения, применявшиеся в предыдущие годы.

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ЦИКЛИЧЕСКОГО ЗАВОДНЕНИЯ НА КЛЮЧЕВОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ

В качестве примера на рис. 2 показана схема проведения циклического заводнения на участке №3 объекта БВ3 Ключевого месторождения, реализованная в 2014 году. Треугольниками синего цвета отмечены нагнетательные скважины, останавливаемые в первый полуцикл, треугольниками красного цвета – скважины, останавливаемые во второй полуцикл. Следует отметить, что в нагнетательные скважины № 4359Б, 4328, 170Р в январе осуществлялась закачка гелеобразующего состава ГОС-1(АС). На рис. 2 эти скважины отмечены кружками лилового цвета.

Реагирующие добывающие скважины № 4336, 4358, 4439, 4450, 5068, 5070, 5073 были исключены из расчетов эффективности нестационарного заводнения, однако стоит заметить, что снижение обводненности и рост дебита нефти скважин начались именно после начала реализации метода НЗ.

Перераспределение градиентов давления и межпластовые перетоки в период реализации НЗ на данном участке позволили увеличить эффективность адресных обработок потокоотклоняющими составами. Дополнительная добыча нефти в результате реализации НЗ составила 2,4 тыс. т, а за счет увеличения нефтеотдачи (снижения обводненности) – 2,9 тыс. т. Помимо этого, реализация метода позволила на 17,7 тыс. т сократить объем отбора жидкости на участке.

Таким образом, применение нестационарного заводнения на участке №3 оказалось эффективным решением как с точки зрения повышения нефтеотдачи, так и в плане сокращения затрат на подъем и переработку добываемой воды.

На примере этого же участка Ключевого месторождения можно проследить динамику основных показателей разработки (рис. 3). В результате реализации нестационарного заводнения в 2014 году на первом участке Ключевого месторождения объем закачиваемой воды сократился со 101,3 до 48,6 тыс. м³, то есть больше чем в два раза.

За период циклической закачки на этом участке ее физический объем сократился на 286 тыс. м³. Компенсация отборов жидкости закачкой на участке до начала проведения НЗ составляла более 240% и в период остановки нагнетательных скважин не снижалась ниже 119%. С окончанием НЗ компенсация превысила доциклический уровень, и в декабре 2014 года составила 245%. Таким образом, применяя нестационарное заводнение на участках промысловых объектов, можно ограничивать малоэффективную закачку и при этом получать дополнительную добычу нефти как за счет перетоков нефти из разнопроницаемых прослоев при смене режимов работы нагнетательных скважин, так и за счет изменения направлений фильтрационных потоков на этих участках по площади эксплуатационных объектов.

ВЫВОДЫ ПО ИТОГАМ РАБОТ

В период с 2013 по 2015 год метод НЗ был реализован на 86 участках 20 месторождений, разрабатываемых предприятиями ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь», отобранных по указанной методике. Успешность метода циклического заводнения за три года составила 83% от общего количества участков. Высокая эффективность методики подтверждается для всех групп пластов (АВ, БВ, БС, ЮВ, ЮС) месторождений. Главным объектом воздействия по количеству проведенных скважино-операций и числу участков стал объект АВ  . Данный объект, расположенный на Урьевском месторождении, в рассматриваемый период был полностью охвачен НЗ [3].

Всего за три года было проведено 719 скважиноопераций, в результате которых удалось дополнительно добыть 112,5 тыс. т нефти при средней удельной эффективности 150 т нефти на скважино-операцию. Расчет дополнительной добычи нефти производился по характеристикам вытеснения с разделением эффекта на эффект по интенсификации нефтедобычи и на эффект по нефтеотдаче (или эффект за счет снижения обводненности). Эффект получен, главным образом, за счет повышения нефтеотдачи пласта (118,8 тыс. т). Эффект, полученный за счет интенсификации нефтедобычи, оказался отрицательным – потери составили 6,3 тыс. тонн.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ярославов А.О. Математическое моделирование фильтрации неньютоновских жидкостей в слоисто-неоднородных пластах и разработка методик статистического анализа геолого-промысловой информации: Дисс. канд. техн. наук, Тюмень, 2003.
2. Обоснование применения нестационарного заводнения на Южно-Выинтойском месторождении / М.Р. Дулкарнаев, В.Н. Гуляев, А.К. Ягафаров, И.И. Клещенко // Территория НЕФТЕГАЗ. 2014. № 12. С. 98-100.
3. Гуляев В.Н., Киприн И.И. О реализации нестационарного заводнения на объекте АВ1-2 Урьевского месторождения // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. 2015. № 9. С. 76-81.