ТННЦ проводит уникальные эксперименты в поддержку разработки сложнопостроенных месторождений

Тюмень. Тюменский нефтяной научный центр (ТННЦ), институт корпоративного научно-проектного комплекса ПАО «НК «Роснефть», на протяжении многих лет занимается проектированием и мониторингом разработки сложнопостроенных месторождений. Для разработки таких залежей использовались решения, которые способствовали сведению к минимуму влияния газовой шапки на разработку нефтяной оторочки.

Разработка таких залежей должна начинаться с выработки запасов нефти с последующей организацией отбора газа из газовой шапки. Например, на крупных газонефтяных объектах месторождений Западной Сибири: Самотлорском, Лянторском, Федоровском, Быстринском, Вачимском, где реализованы системы площадного поддержания пластового давления, велась опережающая разработка нефтяных пластов. 

Проблемы, возникающие при данном методе, обуславливают низкую нефтеотдачу таких пластов. Могут произойти неконтролируемые прорывы газа к нефтяным скважинам и разгазирование нефти в пласте с последующим снижением продуктивности, уменьшение эффективности системы поддержания пластового давления и другое.

«Одним из возможных способов повышения эффективности разработки и снижения технологических и экономических рисков является опережающая либо одновременная разработка газовой шапки и нефтяной оторочки. При этом экономическая эффективность в данном случае может быть кратно выше, но такой вариант обычно не рассматривается», - отметил к.т.н., эксперт отдела аналитики и систематизации лабораторных исследований Центра исследований керна ООО «ТННЦ» Николай Черемисин.

По мнению многих исследователей, снижение давления в газовой шапке вследствие отбора «голубого топлива» вызывает внедрение нефти в газонасыщенные интервалы. Как результат, возникают необратимые потери нефти и снижение общей нефтеотдачи. Такое мнение появилось вследствие отсутствия специализированного лабораторного изучения формирования остаточной нефтенасыщенности в газовой шапке после внедрения в нее «черного золота» из подстилающей нефтяной оторочки. В связи с этим остаточность принимается на основании результатов экспериментов по вытеснению нефти для предельно нефтенасыщенных образцов керна.

«Ученые ТННЦ проанализировали проблему. Данные показали наличие теоретических предпосылок того, что величина остаточной нефтенасыщенности при внедрении нефти в газонасыщенный коллектор зависит от его начальных показателей и существенно ниже, чем величина, определяемая из экспериментов по вытеснению нефти водой или газом для предельно нефтенасыщенных образцов керна, - рассказал специалист. -  Для всестороннего изучения этой проблемы в Центре исследования керна ТННЦ разработана и аттестована методика измерения остаточной нефтенасыщенности в газонасыщенном коллекторе после внедрения в него нефти с последующим вытеснением водой или газом».

Физическое моделирование на современном оборудовании

Новейшая технология, применяемая специалистами ТННЦ, базируется на многолетнем опыте проведения фильтрационных экспериментов с применением современного оборудования и прецизионных измерительных сепараторов. Стенд HPHT RPRig Gamma-ray с двумя радиоактивными источниками на основе изотопа Am-241 является основным звеном методики, который позволил не только ее реализовать, но и получить корректные результаты.

Стенд HPHT RPRig

«Стенд позволяет изучать стационарную и нестационарную совместную фильтрацию любых флюидов в заданных термобарических условиях с контролем насыщенности образцов по изменению уровня фильтрующихся флюидов в гамма-сепараторе и Gamma-ray сканированием кернодержателя», - подчеркнул Николай Черемисин.

Принципиальная гидравлическая схема стенда

Примечательно, что для оценки текущей насыщенности в установках с гамма сканированием используются опорные сигналы для образцов керна в сухом и водонасыщенном состоянии.

Интенсивность излучения на приемном датчике по длине составного образца керна

Как отметил эксперт, серия тестов на образцах керна слабо консолидированного коллектора покурской свиты, который был проведен на стенде HPHT RPRig, подтвердила, что значения остаточной нефтенасыщенности после внедрения нефти в газовую шапку существенно ниже, чем для аналогичных по свойствам нефтенасыщенных пластов.

Для чего это нужно?

Все фильтрационные эксперименты, которые проводят специалисты ТННЦ, в первую очередь, нужны для вовлечения в активную разработку трудноизвлекаемых запасов нефти. В числе других мероприятий необходима разработка реалистичных цифровых моделей, описывающих процесс добычи нефти из таких коллекторов.

«Создание таких цифровых моделей невозможно без развития технологий изучения керна, в том числе, и уникальных потоковых экспериментов. Актуальность и первоочередность развития той или иной технологии определяется текущей структурой запасов и стратегией развития компании», - подытожил Николай Черемисин.

Лабораторное моделирование и изучение процесса внедрения нефти в газовую шапку и его последующего вытеснения водой или газом, актуально для почти 10% текущих запасов компании. Эти исследования позволяют уточнить возможные необратимые потери нефти при опережающей разработке газовых шапок и пересмотреть подходы к разработке нефтяных оторочек разрабатываемых месторождений.