Акционерное общество
«Всероссийский нефтегазовый
научно-исследовательский институт
имени академика А.П. Крылова»
Центр гидродинамических и физико-химических методов увеличения нефтеотдачи пластов (ГД и ФХ МУН)

В Центре ГД и ФХ МУН проводятся работы по разработке и совершенствованию высокоэффективных композиций и технологий для повышения нефтеотдачи пластов, что является продолжением научно-исследовательских работ, идей и технологий, разработанных и воплощенных в промысловую практику д.т.н., профессором, акад. РАЕН А.Т. Горбуновым, который долгие годы работал в Институте.

Исследования осуществляются в нескольких направлениях:

- проведение фундаментальных и прикладных исследований в области создания эффективных, экологически безопасных технологий на основе химических реагентов для повышения нефтеотдачи пластов и интенсификации добычи нефти;

- развитие и реализация гидродинамических методов повышения нефтеотдачи пластов (нестационарное заводнение) в сочетании с адресными обработками скважин;

- создание, исследование и внедрение физико-химических методов повышения нефтеотдачи и интенсификации добычи нефти;

- экспериментальные исследования, разработка и внедрение газовых и водогазовых методов воздействия на пласт, в том числе с применением мелкодисперсных водогазовых систем;

- разработка и внедрение гелеобразующих, вязкоупругих, осадкообразующих композиционных систем, применяемых в технологических операциях водоизоляции, глушении нефтедобывающих скважин, и технологий перераспределения потоков закачиваемой воды;

- разработка и адаптация существующих технологий увеличения нефтеотдачи и интенсификации добычи нефти, авторский технологический контроль за их внедрением;

- разработка инструкций, стандартов предприятий и методических руководств по реализации технологий МУН и ИДН;

- мониторинг и анализ эффективности работ по увеличению нефтеотдачи и интенсификации добычи нефти;

- обоснование наиболее эффективных технологий для конкретных геолого-физических условий.

Наиболее перспективными методами воздействия на этапе разработки месторождений, находящихся или приближающихся к завершающей стадии разработки, являются нестационарное заводнение (НЗ) в сочетании с адресными обработками скважин (комплексная технология), а также обработки скважин на основе принципов системной технологии.

Для решения поставленных задач были разработаны методические положения по классификации объектов разработки для применения НЗ. Особенностью данного методического подхода является то, что выбор перспективных объектов осуществляется на основании анализа имеющихся геолого-физических параметров, характеризующих любой из объектов разработки, таких как песчанистость, зональная и послойная неоднородность, расчлененность, степень выработанности запасов. Такой подход позволяет проводить оценку степени пригодности даже тех объектов, для которых отсутствуют геолого-гидродинамические модели. Применительно к условиям месторождений ОАО «Славнефть-Мегионнефтегаз» была выполнена классификация объектов разработки по оценке перспективности применения НЗ, которое включает 22 объекта разработки, находящиеся на 15 месторождениях. Также была проведена классификация 125 месторождений (296 объектов разработки) месторождений ОАО «ЛУКОЙЛ», расположенных в различных регионах нашей страны. По результатам выполненной классификации намечены перспективные объекты для проведения опытно-промышленных работ.

Сотрудниками Центра разработаны технологии, направленные на перераспределение потоков дренирующей воды в пласте в целях повышения охвата пласта заводнением как по толщине, так и по площади пласта, а также ограничения объема попутной воды, поступающей в добывающие скважины по высокопроницаемым прослоям, на основе термоустойчивых обратных эмульсий, геле- и осадкообразующих составов. На протяжении последних 10  лет ОАО «Славнефть-Мегионнефтегаз» является постоянным партнером АО "ВНИИнефть" и сотрудничает в области применения методов повышения нефтеотдачи, реализуя разработанные «Программы работ». За период 2005-2012 гг. комплексная технология была реализована на 85 участках, дополнительная добыча нефти составила 386 тыс. т, при этом сокращение объема попутно добываемой воды составило более 770 тыс. т, а сокращение непроизводительной закачки воды - более 5,1 млн. м3. Дополнительная добыча нефти за счет адресных обработок по разработанным технологиям (выполнено 802 скв.-опер.) составила более 640 тыс. т, или около 800 т на 1 скв.-опер., суммарное сокращение попутно добываемой воды превысило 3,0 млн. т.

За прошедшие годы был разработан ряд кислотных составов и композиций на основе неорганических и органических кислот для обработки терригенных и карбонатных коллекторов в различных пластовых условиях, которые представляют собой стабильные системы, устойчивые при пластовой температуре, которые обладают деэмульгирующими свойствами, низким межфазным натяжением на границе с нефтью и позволяют увеличить проницаемость коллекторов в среднем в 2-3 раза, не разрушая при этом матрицу породы. Технологии были реализованы на месторождениях Западной Сибири, Татарстана, Республики Коми и др. Прирост добычи составил от 500 до 1200 т нефти на 1 обработку добывающей скважины при увеличении суточного дебита на 4-20 т и продолжительности эффекта в течение 8 мес. и более. Обработка нагнетательных скважин приводила к увеличению приемистости в 2-4 раза.

На основании лабораторных экспериментов были разработаны рецептуры жидкостей глушения, позволяющих сохранить коллекторские свойства пласта при ремонте скважин, на основе солевых растворов ПАВ с плотностью от 1,01 до 1,48 г/см3 и на основе инвертных эмульсий с широким диапазоном плотностей - от 0,950 до 1,400 г/см3, характеризующихся высокой термостабильностью, для применения в процессах глушения на месторождениях Западной Сибири.

Для повышения нефтеотдачи пластов были разработаны ASP (щелочь-ПАВ-полимерная) и SP (ПАВ-полимерная) технологии, позволяющие повысить охват пласта воздействием и снизить гидрофобность коллектора. Лабораторные эксперименты по довытеснению остаточной нефти показали, что закачка 0,3 Vпор композиции позволила извлечь 24% остаточной нефти, коэффициент вытеснения возрос на 12%.

Экспериментальные исследования процессов вытеснения нефти из продуктивных пластов применением физико-химических МУН проводятся на установке для изучения нефтевытесняющих и фильтрационных свойств композиций химреагентов в условиях, близких к пластовым (рис. 1). Эксперименты проводятся как на насыпных моделях продуктивных пластов, так и на образцах керна, с использованием изовискозных моделей нефти, пластовой воды или её модели. При работе с образцами керна моделируется горное давление. Установка автоматизирована, имеется возможность управления ею с компьютера, а также регистрации основных параметров эксперимента: подвижности, коэффициента вытеснения, остаточной нефтенасыщенности и др.

Рис. 1. Установка для изучения нефтевытесняющих и фильтрационных свойств композиций химреагентов в условиях, близких к пластовым

Начиная с 2008 г., в Центре ГД и ФХ МУН продолжаются экспериментальные исследования технологий газового и водогазового воздействия на пласт (ВГВ), начатые во ВНИИнефти под руководством д.х.н., профессора А.Ю. Намиота и д.т.н., профессора Г.С. Степановой.

Экспериментальные исследования технологии ВГВ проводятся на модернизированной фильтрационной установке, позволяющей с высокой точностью контролировать процессы трехфазной фильтрации и проводить эксперименты при температуре до 300оС и давлении до 35 МПа. Кроме того, создана установка для рекомбинации нефтей конкретных объектов разработки. Эксперименты проводятся как на насыпных моделях продуктивных пластов, так и на образцах керна, отобранного из пластов изучаемых месторождений.

Лабораторные исследования процессов вытеснения нефти из продуктивных пластов методами газового и водогазового воздействия проводятся с применением углеводородных газов, азота, углекислого газа или их смесей. Эти методы могут использоваться как для ранее заводненных пластов, так и с начала разработки месторождения. Возможна закачка воды и газа в виде чередующихся оторочек определенного размера или в виде ультрадисперсной водогазовой смеси, которая имеет размеры пузырьков газа, сопоставимые с размерам поровых каналов.

Подтверждены принципиальная эффективность методов ВГВ по сравнению с заводнением и преимущество их применения для низкопроницаемых коллекторов по сравнению с высокопроницаемыми. Экспериментально доказано, что при довытеснении нефти из заводненного пласта методами ВГВ увеличение коэффициента вытеснения может достигать 10% и более.

Рис. 2. Лабораторный фильтрационный стенд:

1 – модель пласта; 2 – дифференциальный манометр; 3 – насос ISCO; 4 – термостат; 5 – блок противодавления; 6 – ручной пресс; 7 – образцовый манометр; 8 – стеклянный пробоотборник; 9 – газовая бюретка; 10 – запорный вентиль; 11 – вентиль-переключатель.

Специалисты Центра неоднократно участвовали в международных выставках, конференциях и форумах, на которых были представлены научные доклады и экспозиции современных методов и технологий, разработанных в АО «ВНИИнефть». Ряд этих разработок были отмечены дипломами, медалями и другими наградами.