Обзор применяемых опытно-промышленных работ и методов разработки ВВН и ПБ на месторождениях страны и за рубежом

Мордово-Кармальское и Ашальчинское месторождения являются полигоном по отработке скважинного способа добычи ПБ в Республике Татарстан.

Здесь отрабатываются внутрипластовое горение, циклическая закачка пара, циклическая закачка воздуха, площадная закачка парогаза и другие технологии добычи ПБ. На рис.1 схематично изображены участки испытания той или иной технологии и технических средств на Южном куполе Мордово-Кармальского месторождения.

            С начала разработки на 1.01.2002 г.  с  месторождения в целом  добыто 193,3 тыс.т природного битума, 482 тыс.т жидкости, среднегодовая обводненность продукции составляет 60 %. Отобрано от начальных извлекаемых запасов 15,5 %,  текущий коэффициент битумоизвлечения по месторождению составляет 4,79 % , по отдельным элементам от 4,3 % до 33,4%.

            Внутрипластовое горение. Для поддержания ВГ в скважину закачивается около 14 м³/сут  воздуха при давлении нагнетания 2–4 МПа.

            Анализируя работу 28 элементов  на Мордово-Кармальском  месторождении,  следует отметить, что выработка пласта неравномерная. В элементах, в основном, работают по 2-3 скважины, остальные в разработке не участвуют. В качестве примера можно привести скв. 346, дебит которой на протяжении  6 лет составлял 4-15 т/с, тогда как дебит соседних скв. 0,3-1,2 т/с.

            Для усовершенствования способа добычи ПБ методом ВГ применяют циклическую закачку воздуха. Процесс циклической добычи природных битумов при внутрипластовом горении основан на сочетании теплового и  гидродинамического воздействий на  пласт.

            При нестационарном режиме закачки воздуха между зонами пласта с различной  проницаемостью  и  битумонасыщенностью  создаются знакопеременные градиенты давлений,  под действием которых увеличивается зона фильтрации воздуха и теплопереноса,  процесс капиллярной пропитки.

            Изменение направления потоков газов и жидкостей между скважинами усиливает  процесс  повышения  охвата пласта внутрипластовым горением.

            Эффективность ВГ с изменением фильтрационных потоков и нестационарной закачкой воздуха определялась для 14 элементов за 10 месяцев 1995 г. Были построены характеристики  вытеснения  в   координатах “накопленная добыча битума” - “накопленная закачка воздуха”.

Прирост добычи битума, от  применения технологии составил 2,285 тыс.т. Удельный расход воздуха по элементам от 1,1 до 7.2 тыс.м³/т.

            Паротепловое воздействие. В виду отсутствия специальных парогенераторных установок на Мордово-Кармальском месторождении при отработке технологий по ПТВ применяются  передвижные  парогенераторные  установки ППУ-2М совместно с воздушным компрессором СД-9.

Отработаны и сданы ведомственным комиссиям технологии: опробования битумных скважин; извлечения ПБ методом низкотемпературного окисления (НТО); термоциклического воздействия на битумонасыщенный пласт паром (ТЦВ); пароциклической обработки с моющим средством; создания гидродинамической связи между нагнетательной и добывающими скважинами и др.

За счет циклической закачки пара получено 13,3 тыс.т природного битума, закачано 57,2 тыс.т пара, удельный расход пара - 4,3 т/т.

            В скважине 284  проведено 19 циклов паротеплового воздействия. В скважину закачано 764 т пара, отобрано 203,5 т. битума (302 м³жидкости). Средняя обводненность продукции составила 32,6 %, паробитумное отношение - 3,7 т/т.

            В скважине 285  проведено 5 циклов закачки пара. За этот период из скважины добыто 51,9 т битума (67,8 м³  жидкости), закачано 95 т пара.  Паробитумное отношение - 1,8 т/т. Обводненность - 23,5 %. 

            Технология пароциклической обработки с моющим средством заключается  в совместной  закачке пара и моющего средства, выдержки в течении нескольких суток и последующем отборе жидкости фонтанным, либо механизированным способом. В качестве моющего средства использовано синтетическое моющее средство МС-1. Технология предназначена для интенсификации добычи ПБ, снижения обводненности добываемой продукции и  повышения  коэффициента битумоизвлечения.

            Испытания проведены на скв. 426 и 427а Южного купола Мордово-Кармальского месторождения. Обводненность продукции после обработки снизилась с 39,5 до 10,4  (скв. 426) и с 60,6 до 9,4  (скв. 427) %. Дебит в скв. 427а вырос с 1,2 до 1,77 т/сут. Анализ газов горения показал, что закачка моющего  средства нейтрализует действие кислот в пласте.

Парогазотепловое воздействие. В отличие от паротеплового воздействия при закачке парогаза происходит как разогрев продуктивного пласта,  так  и  пополнение  пластовой энергии за счет большого содержания (более 50 %) в парогазе газообразных продуктов. Парогазотепловое воздействие испытывалось на специально обустроенном участке Ашальчинского месторождения, включающего 3 нагнетательные (510, 509, 533) и 12 добывающих (195, 196, 203, 204, 204А, 204В, 205, 212, 511, 532, 555 и 556) скважин.

            Нагнетание парогаза осуществлялось установкой УНПГГ-2/6 конструкции Казанского авиационного института. Было закачено 812,7 т. В течении 1-й недели закачки была выявлена устойчивая гидродинамическая связь со скв. 195, 196, 203, 204, 204А, 204В, 205 и 212. Следует отметить, что до парогазового воздействия эти скважины эксплуатировались на естественном режиме с периодической обработкой призабойной зоны паром. Однако, добыча битума происходила лишь со скв. 195 и 196. Средний дебит одной скважины составлял 1,2 т/с, обводненность 82 %.  

            С началом закачки парогаза продукцию стали давать 8 скважин (195, 196, 203, 204А, 205, 509, 510, 533). Средний дебит одной скважины  составил более 2 т/с.

            За 3 месяца было добыто 579 т битума и 695 т воды. Средняя обводненность продукции 54,6 %, парогазобитумное соотношение 1,4 т/т.

            На Мордово-Кармальском месторождении закачка парогаза по методу площадного воздействия проводилась в скважины 23, 28, 30. Влияние от закачки получили скважины: 21, 25, 26, 41, 111, 114. Максимальный дебит фонтанным способом получен из скважины 26 (1,6 т/сут.). Закачано парогаза 9,2 тыс.т, добыто 4,5 тыс.т природного битума, удельный расход парогаза составил 2 т/т.

            Опытно-промысловые работы по созданию парогазотеплового воздействия показали его технологическую эффективность.

Термические методы являются распространенным средством извлечения высоковязких  и тяжелых нефтей из нефтенасыщенных пластов и битума из битуминозных песков.

Эффект воздействия тепла на вязкость тяжелой нефти настолько очевиден, что в настоящее время нет конкурентоспособной технологии, которая основывалась бы на принципе, альтернативном прогреву пласта, включая добычу битума за счет  шахтных разработок битуминозных песков.