5.6 Новітні технології інтенсифікації видобування нафти і газу

Слід зазначити, що не лише додаткове розбурювання сприяє підвищенню ефективності функціонування нафтопромислового району. Вагомий вплив на подальший розвиток нафтопромислу має збільшення обсягів видобування з перспективних родовищ. Тому одним із напрямків розвитку нафтопромислового району є інтенсифікація припливу вуглеводнів, адже за останні роки видобування нафти і газу мав тенденцію до зниження. Для стабілізації річних обсягів видобування пропонується впровадження ряду прогресивних технологій, які сприятимуть подальшому розвитку нафтопромислового району. Впровадження цих технологій потребує додаткових інвестицій, що на сьогодні є основною проблемою.

Сучасні способи інтенсифікації припливу вуглеводнів до вибоїв свердловин є потужним інструментом збільшення їх поточної продуктивності та суттєво впливають на коефіцієнт нафтогазоконденсатовилучення. Значний вплив на вибір цих способів мають економічні показники їх застосування – чистий дохід і термін окупності витрат. Проте визначальний вплив на використання тих чи інших способів інтенсифікації мають гірничо-геологічні умови [22].

Розглянемо новітні способи інтенсифікації припливу вуглеводнів у свердловину з метою стабілізації видобування (рис. 5.11 ).

Кислотна обробка привибійної зони свердловини з використанням нітрату карбаміду. Дотепер зі всього асортименту хімічних реагентів, які застосовують для кислотної дії на пласт, переважно використовують лише соляну, плавикову та оцтову кислоти. Однак використовуваним методам кислотних обробок властиві недоліки, які зумовлюють нові напрями пошуків нових рецептур та розширення асортименту кислот. Проведені дослідження довели, що нітрат карбаміду та кислотні композиції на його основі є досить ефективними реагентами для збільшення проникності порід, утворених продуктивними пластами. Тому для дії на привибійну зону колектора з метою збільшення проникності привибійної зони можна рекомендувати дану технологію, причому ефективність від кислотної дії пропонованих кислот буде значно вищою, ніж за відомими методами із застосуванням стандартного набору кислот [23]. Результати промислових випробувань технології в умовах різних родовищ як України, так і інших країн (Китай, Польща), довели високу ефективність і доцільність її використання, підтвердженням чого є суттєві збільшення дебітів свердловин.

Новітні способи інтенсифікації припливу вуглеводнів у свердловину

Кислотні обробки з використанням нітрату карбаміду

Технологія азотнокислотних обробок пласта

Технологія

газокислотних обробок пласта

Технологія кислотної обробки з витісненням продуктів реакції

Імпульсні методи обробки привибійної зони

Потужні і кислотні ГРП

Рисунок 5.11 − Новітні технології інтенсифікації видобування

Технологія азотнокислотних обробок пласта (АКС). Дана технологія призначена для відновлення проникності колекторів і підвищення проникності продуктивного пласта з метою полегшення умов виклику припливу нафти і газу та підвищення нафтогазовилучення. Для азотнокислотних обробок пласта застосовують спеціальне обладнання, основним елементом якого є пересувні азотні установки для перевезення рідкого азоту та його газифікації перед нагнітанням у свердловину. Крім вітчизняних установок, у промисловості використовують установки зарубіжних фірм. Технологія значно підвищує вибухобезпечність проведення робіт з освоєння свердловин і техніко-економічні показники кислотної дії на привибійну зону пласта, особливо в слабкопроникних породах. Термометричні дослідження виявили, що після обробки АКС одержані припливи газу з пластів, перед тим не залучених до розроблення. Дану технологію доцільно надалі застосувати на Росільнянському газоконденсатному родовищі та Битківському нафтовому. Технологія азотнокислотних обробок пласта дозволяє підвищити продуктивність свердловин та отримати додаткове видобування нафти і газу [24].

Технологія газокислотних обробок пласта. Дана технологія забезпечує своєчасне та якнайповніше очищення пласта від продуктів реакції кислотного розчину з породою і рідин, які нагнітають у пласт. Поширені ж на сьогодні методи кислотних обробок стають малоефективними через значне зниження пластового тиску. Результати проведених досліджень показали, що при здійсненні газокислотної обробки пластів вирішуються проблеми збільшення продуктивності та освоєння свердловин. Основним показником технологічної ефективності є підвищення рівня додаткового видобування нафти та газу. Це досягається завдяки реалізації переваг процесу: прискореного вилучення продуктів реакції і освоєння свердловин після проведення обробок. Використання газованої кислоти дає змогу збільшити продуктивність свердловин в 1,5 − 9,0 разів [24].

Технологія кислотної обробки з витісненням продуктів реакції також забезпечує отримання значних і довготривалих стабільних приростів дебіту, але може застосовуватися не більше двох-трьох разів на одній свердловині, кожного разу із збільшенням кількості витісняючої рідини, щоб не накопичувати забагато продуктів реакції у віддаленій зоні. Даний метод доцільно застосовувати у нафтових свердловинах з низькопроникними слабкокарбонатними колекторами як один з найперспективніших.

Потужний гідророзрив пласта (ПГРП). ПГРП у свердловинах з низько- проникними і середньопроникними колекторами є одним із основних методів інтенсифікації припливу вуглеводнів, який почали застосовувати в Україні. Результати випробування технології на експериментальних родовищах доводять доцільність широкого її застосування для збільшення видобування нафти і газу, зокрема на родовищах Надвірнянського нафтопромислового району. В Україні успішно й ефективно застосована найновіша технологія потужного гідророзриву пласта спецтехнікою Stewart & Stevenson Services [22].

Успішність інтенсифікації газонафтовидобування методами ГРП значною мірою залежить від властивостей рідини гідророзриву. Сьогодні розробляють складні композиції рідин гідророзриву, що містять до 20 компонентів. Удосконалюються технології їх застосування. У світовому масштабі понад 70 % всіх процесів ГРП відбуваються з використанням рідини на водяній основі. Завдяки розробці потужних насосних агрегатів, допоміжному обладнанню для приготування і помпування рідин з великою витратою, комп’ютеризації проектування, керування та контролю проведення процесу сфера застосування гідророзриву розширюється. Порівняння технологічної ефективності ГРП і ПГРП з вартістю їх проведення доводить, що незважаючи на значно менший додатковий видобуток нафти після звичайних ГРП, які прості у реалізації і значно дешевші, вони можуть добре конкурувати з новою технологією ПГРП, яка має значно більший технологічний ефект. Досвід застосування гідророзриву пласта свідчить про те, що в світовій практиці такий спосіб обробки пласта реалізується за різноманітними технологіями. Процес ПГРП сприяє росту продуктивності до 450 % (після звичайного ГРП цей показник досягає лише 130 − 180 %), тобто нова технологія є значно ефективнішою. В українській газовій промисловості завершується експериментування із застосуванням нової технології потужного гідророзриву пласта, яка вже готова для широкого промислового впровадження у виробництво.

Однією із недавніх розробок технології ГРП є масивний гідророзрив пласта. Однак масивний ГРП дуже дорогий, тому він повинен бути передбачений у кошторисі будівництва свердловини, оскільки значно збільшує її вартість, навіть на 50 %. В Україні масивний гідравлічний розрив пласта ще не впроваджувався, що пов’язано перш за все із високою вартістю його застосування та значним терміном окупності [24].

Протягом останніх років стрімко розвиваються техніка і технологія гідророзриву пласта. У провідних закордонних фірмах розроблено і застосовують потужну спецтехніку для проведення гідророзриву пласта, що дає змогу проводити гідророзрив пласта у надглибоких свердловинах, де вибійні тиски під час процесу сягають понад 100 МПа. Наявність такої спецтехніки сприяє прискоренню процесу приготування технологічних рідин, їх нагнітанню у свердловину, поліпшує якість контролю і керування процесом, а також зменшує кількість допоміжних одиниць техніки на присвердловинній території. Автоматизація процесу ПГРП дає можливість одержувати повну інформацію про перебіг процесу протягом всього часу його проведення, витримувати задані технологічні параметри і управляти процесом ПГРП, а за необхідності – оперативно втручатись і скеровувати його в потрібному напрямку. Наявність достовірної інформації про величину і зміну всіх основних параметрів ПГРП у режимі реального часу дає змогу аналізувати процес розвитку і закріплення тріщин та уточнювати деякі технологічні параметри та характеристики порід пласта.

Кислотний гідророзрив пласта (КГРП) є різновидом кислотних обробок під високим тиском і відрізняється від них, насамперед, великими об’ємами та високими темпами закачування розчину кислоти. КГРП рекомендують для свердловин, де немає або недостатній гідродинамічний зв'язок з пластом. Комбінуючи методи гідродинамічного та хімічного впливу на пласт, можна одержати значні припливи із пласта. КГРП доцільно застосовувати на нафтових родовищах. Ефективність його тим вища, чим вищий рівень організації робіт і чим повніше враховані особливості покладів.

Групою українських науковців розроблено устаткування й технологічні прийоми ударно-хвильової технології на основі електророзрядного імпульсного та реагентно-акустичного впливу. Отримані технологічні показники свідчать про високу ефективність впливу на малодебітні свердловини з низькими колекторськими властивостями, що полягає не тільки у збільшенні дебіту нафтових свердловин, але й в істотному зниженні обводненості (від 2 до 10 разів). Ударно-хвильовий вплив на продуктивні пласти дозволяє не тільки підвищити видобування нафти, але й знижує обводненість продукції, що добувається. Це досягається як очищенням привибійної зони і встановленням якісного гідродинамічного зв’язку свердловини з пластом, так і активізацією нерухомих та малорухомих зон нафтонакопичення в продуктивному пласті. Методи ударно-хвильового впливу, на відміну від існуючих, прості в експлуатації, характеризуються малими енерговитратами з високими технологічними показниками [20].

Сьогодні розвиваються технології, що поєднують вторинне розкриття продуктивних пластів кумулятивною перфорацією з одночасною обробкою (розрив) пласта продуктами горіння твердопаливних зарядів. Для виконання обробок через НКТ розроблений малогабаритний комплексний апарат впливу МКАВ-150/100. Він дає змогу запустити в роботу бездіяльні свердловини з нульовим дебітом та прискорити процес освоєння свердловин при виході з буріння. На нафтовидобувних підприємствах Пермської області численні промислові випробування і дослідно-промислове застосування пройшов пристрій «Перфоген». Отримані показники засвідчили його високу геолого-економічну ефективність і надійність у роботі. При цьому всі обробки свердловин пристроєм дали позитивний результат. Добовий дебіт у більшості свердловин зріс у 3-15 разів. На свердловинах «ТНК-Нягань» і ВАТ «Сургутнефтегаз» пройшов приймальні випробування апарат ПГК-102, який призначений для обробок привибійної зони пласта і сприяє додатковому підвищенню дебіту свердловин.

Набувають промислового застосування методи інтенсифікації припливів, засновані на розриві пласта імпульсним силовим впливом газоподібних продуктів горіння твердопаливних і рідких паливоокиснювальних сполук (ГОС). Технологія призначена для впливу на привибійну зону пласта у видобувних нагнітальних і розвідувальних свердловинах з гідростатичним тиском не менше 10 МПа. Метод доволі мобільний, не вимагає складного додаткового устаткування. Може успішно поєднуватися з різними видами фізико-хімічних обробок і ГРП, що дає змогу істотно знизити граничні тиски нагнітання інтенсифікуючих агентів і рідин розриву і збільшити зону охоплення пласта. Окрім цього, основні компоненти ГОС мають розглинизуючі властивості, не створюють з нафтою стійких емульсій і додатковим засобом очищення пласта. Успішність обробок із застосуванням ГОС, у середньому становить 80 − 85 %. Збільшення дебіту свердловин, як правило, є кратним (у 2 − 8 разів) зі збереженням тривалості ефекту від 0,5 до 1,5 років. Залежно від потенційних можливостей оброблюваних покладів величина додатково видобутої нафти на одну обробку перебуває в межах від 1500 до 10000 т і вище. Обробки свердловин горючо-окисними сполуками отримали застосування на родовищах Литви [23].

Вибір розглянутих вище технологій інтенсифікації припливу вуглеводнів у свердловину повинен базуватись на ретельному і багаточинникному аналізі і вивченні зв’язків між об’єктом дії – конкретною свердловиною з її геолого-технічною характеристикою і предметом дії – способом обробки з його механізмом, технологією і регламентом застосування. Основними параметрами, які необхідно враховувати в процесі вибору технології, є інтервали глибин, тиску та температури. Новітні технології інтенсифікації видобування нафти і газу, мають ряд переваг, а саме: збільшують проникність пластів, знижують корозію устаткування нафтопромислу, сприяють підвищенню продуктивності свердловин. Як уже згадувалось, впровадження нових технологій потребує додаткових інвестицій. Адже хімреагенти та матеріали, які використовуються під час обробок привибійної зони за сучасними методами, а також нафтопромислове обладнання, є дорогими. З метою подальшого розвитку нафтогазопромислових районів необхідно збільшити обсяги капітальних вкладень у розробку та впровадження новітніх технологій.