Автор: Мазур Александр Петрович
Должность: Магистрант
Учебное заведение: Тюменский Индустриальный Университет
Населённый пункт: Тюмень
Наименование материала: НИР 1
Тема: Разработка программы ГТМ на примере юрских отложений
Раздел: высшее образование
Мазур
Александр
Петрович
,
РМмз
-17-7
Отчет
по
НИР
№1: «
Разработка программы ГТМ на примере юрских отложений
»
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................3
1.
ОПЫТ Разработки программы ГТМ.......................................................... 4
1.1 Зарубежный опыт разработки программы ГТМ..........................................4
1.2 Отечественный опыт разработки программы ГТМ....................................8
ЗАКЛЮЧЕНИЕ................................................................................................... 12
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ............................................13
Научный
руководитель
:
к
.
т
.
н
.,
доцент
,
Стрекалов
А
.
В
.
2
Мазур
Александр
Петрович
,
РМмз
-17-7
Отчет
по
НИР
№1: «
Разработка программы ГТМ на примере юрских отложений
»
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследований. Разработка программы ГТМ на
примере
юрских
отложений.
Актуальность
этой
проблемы
возрастает
со
временем, так как прослеживается четкая тенденция прироста извлекаемых
запасов углеводородов за счет преобладающего открытия запасов нефти в
сложно-построенных
коллекторах.
Разработка
таких
месторождений,
или
доизвлечение
нефти
из
них
традиционными
методами,
например
заводнением
-
малоэффективна.
Естественная
альтернатива
-
применение
активных
методов
воздействия,
иными
словами
методов
увеличения
нефтеотдачи.
В
России
и
во
всем
мире
открыты
огромные
запасы
нефти,
исчисляемые
многими
сотнями
миллионов
тонн,
в
пластах
низкой
и
ультранизкой продуктивности. Причем эти запасы были открыты давно, 20-
30 и более лет назад, но не были введены в разработку потому, что при
стандартных, обычно применяемых методах разработки это экономически
нерентабельно,
разорительно
даже
для
богатых
и
крупных
нефтяных
компаний.
Поэтому
столь
важно
проанализировать
эффективность
программы ГТМ на примере юрских отложений.
Цель
работы. Разработка
программы
ГТМ
на
примере
юрских
отложений.
Основные задачи исследования.
1.Обзор зарубежного и отечественного разработки программы ГТМ на
примере юрских отложений
2.Анализ характеристики Самотлорского месторождения
3.Оценить эффективность ГТМ на Самотлорском месторождении
4.Провести
анализ
эффективности разработка
программы
ГТМ
на
примере юрских отложений
Научный
руководитель
:
к
.
т
.
н
.,
доцент
,
Стрекалов
А
.
В
.
3
Мазур
Александр
Петрович
,
РМмз
-17-7
Отчет
по
НИР
№1: «
Разработка программы ГТМ на примере юрских отложений
»
1
О П Ы Т РАЗРАБОТКИ
ПРОГРАММЫ
ГТМ
ЮРСКИХ
ОТЛОЖЕНИЙ
1.1
Зарубежный
опыт разработка
программы
ГТМ
на
примере
юрских отложений
Эффективность
извлечения
нефти
из
нефтеносных
пластов
современными,
промышленно
освоенными
методами
разработки
во
всех
не фтедобывающих
ст ранах
на
с егодня шний
день
с ч и т а е т с я
неудовлетворительной,
притом
что
потребление
нефтепродуктов
во
всем
мире
растет
из
года
в
год.
Средняя
конечная
нефтеотдача
пластов
по
различным странам и регионам составляет от 25 до 40%. Остаточные или
неизвлекаемые
промышленно
освоенными
методами
разработки
запасы
нефти
достигают
в
среднем
55–75%
от
первоначальных
геологических
запасов нефти в недрах. Поэтому актуальными являются задачи применения
методов
увеличения
нефтеотдачи
позволяющих
значительно
увеличить
нефтеотдачу
уже
разрабатываемых
пластов,
на
которых
традиционными
методами извлечь значительные остаточные запасы нефти уже невозможно. К
настоящему
времени
в
мировой
практике
освоены
и
применяются
в
промышленных
масштабах
следующие
четыре
группы,
которые
также
называют
третичными:
-
тепловые
методы
(вытеснение
нефти
теплоно сителями,
воздействие
с
помощью
в н у т р и п л а с т о в ы х
экзотермических
окислительных
реакций);
-
газовые
методы
(закачка
углеводородных
газов,
жидких
растворителей,
углекислого
газа,
азота,
дымовых газов); - химические методы (заводнение с применением ПАВ,
полимерное, мицеллярное заводнение и др.); - микробиологические методы
(введение
в
пласт
бактериальной
продукции
или
ее
образование
непосредственно
в
нефтяном
пласте).
Обратимся
к
зарубежному
опыту.
Научный
руководитель
:
к
.
т
.
н
.,
доцент
,
Стрекалов
А
.
В
.
4
Мазур
Александр
Петрович
,
РМмз
-17-7
Отчет
по
НИР
№1: «
Разработка программы ГТМ на примере юрских отложений
»
Имеются сведения, по крайней мере, о 1391 проекте применения в мире, в
том числе по методам теплового воздействия на пласты – 587, физико-
химическим VI Всероссийская научно-практическая конференция «Научная
инициатива иностранных студентов и аспирантов российских вузов» 126 –
433
и
газовым
методам
–
371.
Годовая
добыча
за
счет
применения
«третичных»
методов
оценивается
в
мире
в
120
–
130
млн.
тонн.
По
состоянию на 2015 год в мире количество действующих проектов МУН
составляет 361 (рисунок 1). Большая часть реализуемых проектов приходится
на тепловые методы - 166 проекта (46%). Вторыми по значимости являются
газовые методы - 169 проектов (47%). Закачка полимеров осуществляется в
20 проектах (7%).
Рисунок 1 - Распределение проектов МУН в мире по состоянию на 2015 год
Любые
нефтегазовые
компании
независимо
от
форм
собственности
нацелены
на
максимально
возможное
и
экономически
обоснованное
извлечение
углеводородного
сырья.
Поскольку,
как
показывает
практика,
масштабы применения в мире непрерывно увеличиваются (Таблица 1), то
можно
сделать
вывод,
что
они
способствуют
эффективному
ведению
нефтегазового
бизнеса.
До
сих
пор
предпочтение
отдается
тепловым
и
Научный
руководитель
:
к
.
т
.
н
.,
доцент
,
Стрекалов
А
.
В
.
5
Мазур
Александр
Петрович
,
РМмз
-17-7
Отчет
по
НИР
№1: «
Разработка программы ГТМ на примере юрских отложений
»
газовым методам, доля дополнительной добычи за счет применения которых
превышает 95%. В то же время соответствующая доля за счет применения
химических остается низкой. Это свидетельствует о том, что к настоящему
времени еще не созданы эффективные химические, способные стимулировать
быстрое наращивание добычи нефти с применением данной группы МУН.
Таблица 1 - Динамика масштабов применения МУН в мире
МУН, млн.
т/год
1985
1990
1995
2000
2005
2010
2015
Тепловые
40,6
(59,0%)
53,2
(57,1%)
61,5
(65,5%)
86,2
(64,1%)
89,5
(63,9%)
97.1(64.9%
)
99.5(63.1%
)
Газовые
25,5
(37,1%)
33,4
(35,9%)
30,9
(32,9%)
43,9
(32,7%)
48,3
(34,5%)
49.1(32.9%
)
53(33.6%)
Химически
е
2,7
(3,9%)
6,5
(7,0%)
1,5
(1,6%)
4,3
(3,2%)
2,3
(1,6%)
3.2(2.1%)
5.1(3.2%)
Всего
68,8
93,1
93,9
134,4
140,1
149.4
157.6
Как видно из Табл. 1, за 21 год объем дополнительной добычи нефти за
счет применения современных МУН вырос к 2015 г. в 2,3 раза, и примерно
10% мировой добычи нефти к этому времени осуществлялось с применением
МУН.
Наибольшие объемы применения МУН принадлежат США. В США на
начало 2015 г. было 194 проекта по повышению нефтеотдачи. Их число с
1998 г. несколько уменьшилось, изменяясь от 199 в 1988 г, 143 -. в 2004 г. и
194 - в 2015 г, но при этом произошло их укрупнение.. Общая добыча нефти
за счет этих методов составляет 34,4 млн т / год, что меньше, чем в 1998 г. -
39,3 млн т / год. Подчеркнем, что доля добычи нефти за счет «третичных»
методов в общей добыче в США составляет около 12%. Число проектов по
термическим методам за этот период уменьшилось со 100 до 61. Наиболее
существенный рост числа проектов в США произошел в последнее время по
закачке
в
пласты
СО2
(с
66
до
109).
По
внутрипластовому
горению
(«термогазовый метод», «закачка воздуха высокого давления») количество
проектов увеличилось с 7 до 12 с общей добычей 0,8 млн т/год. При этом
Научный
руководитель
:
к
.
т
.
н
.,
доцент
,
Стрекалов
А
.
В
.
6
Мазур
Александр
Петрович
,
РМмз
-17-7
Отчет
по
НИР
№1: «
Разработка программы ГТМ на примере юрских отложений
»
большинство
реализуемых
проектов
применения
«третичных»
методов
в
США оцениваются операторами как рентабельные.
В
настоящее
время
опытные
работы
и
промышленное
применение
современных МУН проводятся во многих странах мира. Так, закачка пара
кроме США практикуется также в Индонезии, Китае, Канаде, Колумбии и т.д.
Закачка углеводородных газов — в США, Канаде, ОАЭ, Венесуэле, Ливии.
Нужно обратить внимание, что эти работы с МУН проводятся даже в странах,
где
имеется
высокая
обеспеченность
высококачественными
запасами,
например на Ближнем Востоке. Газовые методы в сочетании с заводнением
нашли
применение
и
на
шельфовых
месторождениях
Норвегии,
где
структура запасов гораздо лучше, чем США, Канаде, Китае или Венесуэле. К
примеру,
использование
современных
МУН
VI
Всероссийская
научно-
практическая конференция «Научная инициатива иностранных студентов и
аспирантов российских вузов» 128 на таких шельфовых месторождениях
Норвегии, как Асгард, Стардфьорд и Гуллфакс, позволило поднять конечный
КИН на 14-19%, или в 1,3-1,5 раза, в сравнении с нефтеотдачей, которую в
середине 80-х гг. давали на них традиционные технологии заводнения. В
Канаде
продолжается
наращивание
числа
проектов
с
применением
термических
методов,
в
частности
закачки
пара
гравитационного
дренирования
(steam-assisted
gravity
drainage
-SAGD),
а
также
методов
циклической закачки пара. Например, по данным ряда нефтяных компаний и
информации
за
2007
г.
Управления
занятости,
иммиграции
и
промышленности
провинции
Альберта:
компания
ConocoPhillips
Canada
начала в 2007 г. добычу нефти по первому этапу проекта на месторождении
Surmont
с
использованием
процесса
SAGD;
проектная
добыча
нефти
составила 1,25 млн. т/год; компания Petro-Canada на месторождении MacKey
River
с
применением
внутрипластовото
горения
в
III
квартале
2007
г.
достигла годовой добычи 1,1 млн.т. Инновационному развитию нефтедобычи
в
таких
странах
как
США,
Канада,
Норвегия,
Китай,
Индонезия
и
др.
Научный
руководитель
:
к
.
т
.
н
.,
доцент
,
Стрекалов
А
.
В
.
7
Мазур
Александр
Петрович
,
РМмз
-17-7
Отчет
по
НИР
№1: «
Разработка программы ГТМ на примере юрских отложений
»
способствует
создание
специальных
государственных
программ
промысловых
испытаний
и
освоения
современных
методов
увеличения
нефтеотдачи
(МУН),
а
также
экономические
условия,
побуждающие
недропользователей активно участвовать в реализации этих программ.
Научный
руководитель
:
к
.
т
.
н
.,
доцент
,
Стрекалов
А
.
В
.
8
Мазур
Александр
Петрович
,
РМмз
-17-7
Отчет
по
НИР
№1: «
Разработка программы ГТМ на примере юрских отложений
»
1.2 Отечественный опыт применения разработка программы ГТМ
на примере юрских отложений
До начала 70-х годов основные решения по увеличению нефтеотдачи в
нашей
стране
были
связаны
с
расширением
области
применения
и
совершенствованием
систем
метода
заводнения
нефтяных
пластов.
Этот
метод,
активно
внедряющийся
на
месторождениях
страны
с
начала
40-х
годов, позволял существенно повысить эффективность нефтеизвлечения по
сравнению
с
естественными
режимами
разработки
пластов.
Научно-
исследовательские и опытные работы по другим методам воздействия были
разрозненными
и
малообъемными.
Во
многом
это
было
связано
с
возможностью быстрыми темпами наращивать уровни добычи нефти за счет
ввода в разработку новых открываемых запасов. При этом немаловажно, что
в
э т о т
п е р и од
и м е л а с ь
в о зм ож н о с т ь
о с в о е н и я
к р у п н ы х
и
высокопродуктивных месторождений, сначала в Волго-Уральской провинции,
а затем в Западной Сибири. Процесс заводнения нефтяных пластов, который
к тому времени стал основным методом разработки месторождений, позволял
в этих условиях получать достаточно высокую эффективность, особенно на
начальных этапах разработки.Однако уже к концу 60-х годов происходит
некоторая переоценка возможных достигаемых коэффициентов нефтеотдачи
за
счет
обычного
заводнения,
особенно
в
осложненных
геологических
условиях. Уже к 1970 г. средний проектный коэффициент нефтеотдачи по
стране снизился с более чем 50% в начале 60-х годов до 45%, наблюдалась
устойчивая тенденция его дальнейшего снижения.
В 1976 году Советом Министров СССР было принято постановление
«О
мерах
по наиболее
полному
извлечению
нефти
из недр»,
которое
определяло объемы дополнительной добычи за счет третичных методов. В
начале 1990-х годов в России производство нефти выросло с 6 до 12 млн тонн
в год4 за счет применения современных на тот момент. При этом общая
Научный
руководитель
:
к
.
т
.
н
.,
доцент
,
Стрекалов
А
.
В
.
9
Мазур
Александр
Петрович
,
РМмз
-17-7
Отчет
по
НИР
№1: «
Разработка программы ГТМ на примере юрских отложений
»
годовая нефтедобыча в мире за счет составляла около 100 млн тонн. К тому
времени в стране в опытно-промышленных масштабах применялось более
20 м е т о д о в
( 1 3 0 т е х н о л о г и й )
н а б о л е е
ч е м 330 объектах
(150 месторождениях) с общим объемом геологических запасов нефти около
5 млрд
тонн,
что составляло
75%
от
запасов,
в отношении
которых
применялись МУН в бывшем СССР. В новейшей истории России темпы
освоения
значительно
снизились
в абсолютном
выражении,
однако
в относительном выражении доля применения продолжала расти. При этом
фундаментальные
исследования
в данной
сфере
были
практически
прекращены.
В
стране
наблюдалась
тенденция
постоянного
снижения
коэффициента нефтеотдачи, а доля трудноизвлекаемых запасов по-прежнему
увеличивалась.
Как отмечалось ранее, эпоха легкоизвлекаемой нефти заканчивается.
Доля
трудноизвлекаемых
запасов
на балансе
России
постоянно
растет —
на настоящий момент она уже превышает половину при обводненности более
80%.
При
этом
следует
отметить
негативную
динамику
КИН,
который
в целом
по России
составляет,
по различным
оценкам,
от
34%
до 40%
(рисунок 1.2). В Энергетической стратегии России на период до 2030 года
отмечается,
что нерациональное
недропользование,
в частности
низкий
уровень
КИН,
относится
к числу
основных
проблем
развития
нефтяного
комплекса страны. Среди важнейших задач, которые необходимо решить
для до стижения
стратегиче ских
целей,
в документе
указывается
совершенствование
технологий
добычи
нефти,
включая
внедрение
современных
методов
повышения
не фтеотдачи
для увеличения
коэффициента извлечения нефти. Стоит отметить определенную взаимосвязь
и з м е н е н и я
К И Н
и динамики
доли
трудноизвлекаемых
запасов:
совершенствование технологий добычи не обеспечивало необходимого роста
эффективности
извлечения
трудноизвлекаемой
нефти.
Данный
показатель
играет значительную роль при оценке запасов сырья: увеличение КИН лишь
Научный
руководитель
:
к
.
т
.
н
.,
доцент
,
Стрекалов
А
.
В
.
10
Мазур
Александр
Петрович
,
РМмз
-17-7
Отчет
по
НИР
№1: «
Разработка программы ГТМ на примере юрских отложений
»
на 1% при разработке крупных месторождений равноценно открытию новых
залежей
нескольких
средних
по запасам
месторождений.
Например,
при увеличении
коэффициента
нефтеотдачи
на 1 %
н а Ромашкинском
месторождении, которое истощено на 80%, прирост запасов составит 42 млн
тонн7 .
Рисунок 1.2 - Динамика трудноизвлекаемых запасов и нефтеотдачи
месторождений в России
По данным Министерства энергетики при текущем налогообложении
отрасли
около
10,7 млрд
тонн8 из
22 млрд
тонн
извлекаемых
запасов
относятся
к категории
нерентабельных
(график
8).
Таким
образом,
на территории
России
остается
значительное
количество
действующих
месторождений,
запасы
которых
постепенно
истощаются,
но при
этом
сохраняется потенциал, который можно раскрыть путем применения самых
современных
методов
повышения
нефтеотдачи.
Исходя
из технико-
экономиче-
ских
критериев,
применение
МУН
целесообразно
в большей
степени
на таких
месторождениях.
Например,
в Западно-Сибирском
нефтегазоносном регионе, на который приходится более половины добычи
нефти в России, применение современных методов увеличения нефтеотдачи
чрезвычайно
важно.
Динамика
добычи
в регионе
в последние
годы
не обнадеживает: за последние семь лет (с 2006 по 2012 год) ежесуточное
производство сократилось на 7%. В свою очередь, доля Западной Сибири
в общероссийской добыче уменьшилась с 70% до 61%, а доля только зрелых
Научный
руководитель
:
к
.
т
.
н
.,
доцент
,
Стрекалов
А
.
В
.
11
Мазур
Александр
Петрович
,
РМмз
-17-7
Отчет
по
НИР
№1: «
Разработка программы ГТМ на примере юрских отложений
»
месторождений Западной Сибири без учета крупных активов ООО «РН-
Юганскнефтегаз»
и «Салым
Петролеум
Девелопмент
Н.В.»,
которые
до 2012 года
показывали
стабильный
рост,
снизилась
с 58%
до 47%
за указанный период (график 1.3).
График 1.3. Динамика объема суточной добычи нефти в Западной
Сибири
При сохранении такой нисходящей динамики, которую можно изменить
в положительную
сторону
за счет
внедрения
современных
методов
у в е л и ч е н и я
н е ф т е о т д ач и ,
з а д ач и
п о воспроизводству
запасов
и рациональному
недропользованию,
сформулированные
в
Генеральной
схеме развития нефтяной отрасли России на период до 2020 года, могут быть
не выполнены.
Опоздание
в сфере
развития
может
негативно
сказаться
на дальнейшем
поступлении
в государственный
бюджет
значительных
денежных средств, которое возможно за счет:
•
Мультипликативного эффекта путем развития смежных отраслей
(машиностроительной, химической, микробиологической и т. д.)
•
Развития
российских
наукоемких
технологий
и сервисных
предприятий
•
Увеличения
добычи
нефти
из трудноизвлекаемых
запасов
в обустроенных регионах
•
Прироста извлекаемых запасов без затрат на разведку.
Научный
руководитель
:
к
.
т
.
н
.,
доцент
,
Стрекалов
А
.
В
.
12
Мазур
Александр
Петрович
,
РМмз
-17-7
Отчет
по
НИР
№1: «
Разработка программы ГТМ на примере юрских отложений
»
По
расчетам
Международного
энергетического
а ге н т с т ва ,
при использовании третичных МУН прирост объема извлекаемых запасов
в СНГ
может
составить
2,7-4 млрд
тонн
(16-23%
от
текущей
величины
ресурсной базы).
Научный
руководитель
:
к
.
т
.
н
.,
доцент
,
Стрекалов
А
.
В
.
13
Мазур
Александр
Петрович
,
РМмз
-17-7
Отчет
по
НИР
№1: «
Разработка программы ГТМ на примере юрских отложений
»
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
По
окончанию
первой
научно-исследовательской
работы
было
выяснено,что в Росии и зарубежом необходима программа разработки ГТМ.
Необходимо особо отметить важность и необходимость научно-технического
сопровождения
решения
проблемы
более
полного
извлечения
нефти
из
пластов
Научный
руководитель
:
к
.
т
.
н
.,
доцент
,
Стрекалов
А
.
В
.
14
Мазур
Александр
Петрович
,
РМмз
-17-7
Отчет
по
НИР
№1: «
Разработка программы ГТМ на примере юрских отложений
»
Научный
руководитель
:
к
.
т
.
н
.,
доцент
,
Стрекалов
А
.
В
.
15