Ключевые слова: ASP, нефть, пластовая вода, МУН

Возрастающая мировая потребность в энергии требует более эффективной выработки традиционных ресурсов. Один из способов повышения эффективности является внедрение методов повышения нефтеотдачи, которые позволят улучшить существующие техники добычи (таких как заводнение) и добавят новые методы извлечения нефти. Последнее относится к усовершенствованным методам извлечения нефти, которые будут рассмотрены в дальнейшем.

Важность усовершенствования методов извлечения нефти обусловлена тем, что большинство главных месторождений находятся на последней стадии разработки, а нефтедобыча с них снижается примерно на 5 % в год [2]. Кроме того, задачи по нахождению новых залежей становятся всё сложнее, вынуждая искать их в труднодоступных областях как на суше, так и на море. В последнее время увеличилось количество извлекаемой нефти, что обусловлено технологическими прорывами в бурении и заканчивании скважин, которые подарили возможность коммерчески выгодно извлекать нефть с нетрадиционных источников, то есть сланцевую нефть и битуминозную. Однако, разработка труднодоступных и нетрадиционных залежей имеет дополнительные риски, что заметно увеличивает себестоимость добычи.

В настоящее время большая часть нефти добывается с месторождений, открытых около четверти века назад. Конечный коэффициент нефтеотдачи с данных месторождений составляет примерно 35 %, что значит, что почти две трети всей нефти остаётся в залежи. Исследования показывают, что если повысить сегодняшний коэффициент нефтеотдачи хотя бы на 1 %, это увеличит извлекаемые запасы на 88 триллионов баррелей, что эквивалентно трехгодовому объему сегодняшней добычи. Также немаловажным является тот факт, что старые месторождения хорошо изучены с геологической точки зрения, а еще имеют хорошо развитую инфраструктуру, что уменьшает финансовые риски при внедрении новых технологий по увеличению нефтеотдачи.

В данной статье мы рассматриваем те МУНы, которые подразумевают под собой ввод в пласт некоторого количества флюида (в зависимости от пористости резервуара), которого не было в пласте изначально [4]. Это меняет весь процесс разработки. Такие действия как обработка ствола скважины (например, закачка геля для изоляции высоко-проницаемого интервала) не считаются МУНами из-за небольшого количества вводимой жидкости. Методы увеличения нефтеотдачи могут быть отнесены к третичным методам, но несмотря на это могут быть применены на любой стадии разработки месторождения. Данные методы предпочтительнее всего применять на поздних стадиях разработки, когда традиционные методы постепенно теряют эффект, а также когда залежь хорошо геологически изучена, что позволяет также уменьшить риски при разработке. Из-за этого МУНы и относят к третичным методам добычи.

Большую часть методов увеличения нефтеотдачи можно разделить на 3 группы: тепловые, газовые и химические. Некоторые методы, такие как аэрация и закачка пены, могут быть в разных категориях одновременно. Тепловые методы представляют собой ввод различных теплоносителей (в основном пара) в пласт, чтобы уменьшить вязкость нефти и облегчить ее извлечение. Газовые методы подразумевают ввод соответственно газа (природного, азота или углекислого) для улучшения подвижности нефти. В зависимости от взаимодействия нефти и газа, может как образоваться смесь нефти и растворенного газа, так и сосуществование нефти и газа раздельно в залежи. Эффективность ввода газа, смешивающего с нефтью, выше, чем ввод газа несмешивающегося. Ввод жидких растворителей — это отдельная группа МУН, которая может применяться в различных условиях. Химические МУН представляют собой ввод в пласт водных растворов химических соединений, например полимеров, ПАВ, щелочей или их комбинаций. На сегодняшний день наиболее распространено заводнение с помощью водных растворов полимеров. В то же время признано, что ASP — ввод одновременно трех компонентов: щелочи, ПАВ и полимеров есть наиболее перспективная технология увеличения нефтеотдачи. Ввод ASP улучшает охват и делает нефть, оставшуюся в ловушках после заводнения, подвижной. Синергетический эффект химических и физических процессов, происходящих в пласте после ввода ASP позволяет вдвое увеличить коэффициент нефтеотдачи по сравнению с тем же полимерным заводнением. Однако высокая стоимость ПАВ и сложность технологии пока сдерживают внедрение данной технологии.

Решение, использовать данную технологию или нет, зависит от свойств залежи (в основном глубина залегания и вязкость нефти), а также от опыта эксплуатации операторами данной технологии.

Технология ASP была придумана в начале 80-ых годов в Исследовательском центре компании Shell в Хьюстоне. Как указывалось ранее, она включает в себя ввод водного раствора трех компонентов: щелочи, поверхностно-активных веществ и полимеров. ПАВ уменьшает поверхностное натяжение между нефтью и водой, что увеличивает подвижность нефти, которая иначе могла бы остаться после процесса извлечения в ловушках. Щелочи вводят для двух целей. Первая из них — уменьшить адсорбцию дорогого ПАВ породой. После ввода в пласт, щелочь взаимодействует с породой и увеличивает отрицательный электрический заряд, что и уменьшает адсорбцию ПАВ. Второй функцией щелочей является гидролиз содержащихся в сырой нефти кислот, что создает дополнительные поверхностно-активные вещества в залежи. Полимер в данном растворе служит для увеличения охвата нефти, на которую будет воздействовать ПАВ. Обычно заводнение с помощью технологии ASP состоит из следующих этапов:

1) Предварительное заводнение. Вода с заданной минерализацией в залежи в коллекторе влияет на минерализацию пластовой воды, что уменьшает потери ПАВ в ходе самого ASP заводнения, а также уменьшает риск выпадения солевых осадков в ходе взаимодействия пластовой воды и водного ASP-раствора.

2) Закачка ASP-раствора. Максимальный объем закачки в коммерческих проектах составляет около 30 % от порового пространства коллектора. После закачки данный раствор мобилизует оставшуюся в ловушках нефть, формируя нефтяной вал.

3) Ввод раствора полимера. Данный раствор вводится для проталкивания ASP и нефти в сторону добывающих скважин.

4) Заключительное заводнение. Закачка воды для поддержания пластового давления, необходимого для продвижения ASP и нефти к скважинам.

Литература:

1. Методы увеличения нефтеотдачи и технология АСП, Я. Е. Волокитин, М. Ю. Шустер, В. М. Карпан
2. Статистика Международного Энергетического Агентства (IEA)
3. «Enhanced Oil Recovery» брошюра концерна «Шелл»
4. Lake, L.W., “Enhanced Oil Recovery”, Prentice-Hall, 1989
5. Sheng, J. J., Leonhardt, B., & Azri, N. “Status of Polymer-Flooding Technology.” SPE-174541 (2015)
6. Алварадо, В., Манрик, Э., “Методы Увеличения Нефтеотдачи Пластов. Планирование и Стратегии Применения”, Technopress Ltd, 2011