Автореферат (1172982), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Работа изложена на 122 страницах,включает 25 таблиц и 51 рисунок. Список литературы содержит 125 наименований.7Автор выражает глубокую благодарность и признательность за помощь научномуруководителю, к.т.н., Толоконскому С.И., д.т.н. профессору Боксерману А.А. исотрудникам центров по технологии интенсификации добычи и исследованию кернаАО «ВНИИнефть».ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обосновывается актуальность темы диссертации, сформулированацель работы, поставлены основные задачи исследований, представлены научнаяновизна, защищаемые положения и практическая ценность полученных результатов.В первой главе приводится анализ современного состояния добычи нефти изпластов баженовской свиты, представлена история освоения и разработки пластовбаженовской свиты, рассматриваются особенности геологического строения иразработки залежей нефти, приуроченных к «нетрадиционным» объектамнефтегазовой геологии из-за низкой фильтрационной способности глинистыхколлекторов этих пластов.Всего на государственном балансе запасов нефти России состоят 206залежей/участков нефти в баженовской свите на 112 месторождениях ЗападнойСибири с начальными геологическими запасами нефти категории АВ1В2 (по новойклассификации) в количестве примерно 3 млрд т (табл.
1).Всего в разработке находились 59 залежей, из которых было добыто более10 млн т нефти. Текущий коэффициент извлечения нефти (КИН) за более чемсорокалетний период разработки залежей на различных, в основном, на естественномрежиме разработки достиг всего ~ 0,4 %. Такой низкий текущий КИНсвидетельствует об отсутствии эффективной технологии разработки и,соответственно, слабой степени воздействия на пласты баженовской свиты,достигнутой за все время их освоения.Компанией «РИТЭК» совместно с партнерами разработан новый способразработки пластов баженовской свиты, который представляет собой дальнейшееразвитие термогазового метода увеличения нефтеотдачи.В основе нового подхода разработки лежит закачка в пласт водовоздушнойсмеси для поддержания пластового давления в условиях повышенной пластовойтемпературы, обеспечивающей возникновение самопроизвольно протекающихокислительных процессов в пласте. Эксперимент по испытанию данного способаразработки в настоящее время проводится Компанией «РИТЭК» на пластахбаженовской свиты Средне-Назымского месторождения.
В главе приведены8основные результаты четырехлетнего периода первого этапа опытных работ,имеющие важное значение для оценки перспектив реализации нового термогазовогоспособа разработкиместорождении.отложенийбаженовскойсвитынаСредне-НазымскомТаблица 1 - Сведения о запасах нефти в пластах баженовской свиты наместорождениях России по состоянию на 01.01.2018 г.НаименованиеВсегоКоличество месторождений112Количество залежей,206участковГод ввода в разработку1974Начальные геологические3056,4запасы, категория АВ1В2,млн тНачальные извлекаемые608,4запасы, категория АВ1В2,млн тКоличество залежей,59участков бывших вразработкеНакопленная добыча нефти 10825на 01.01.2017 г., тыс.
тКоличество залежей,38участков, находящихся вразработкеДобыча нефти за 2016 год,536тыс. тКИН текущий0,004КИН на Госбалансе0,199Сургутнефтегаз3669ГазпромнефтьЛУКОЙЛРоснефтьМПРРФПрочие51321641618161618261994314,61996117,32007164,819741035,919741327,4199696,444,816,528,0147,7357,114,3211246253979149122842339063301611434311169586280,0130,1420,0010,1410,0070,1700,0040,1430,0010,2690,0030,149В главе ближайшими иностранными аналогами пластов баженовской свитыпредставлены нефтеносные сланцевые формации Bakken и Eagle Ford (США). Успехсланцевой революции в США был предопределен самой природой продуктивныхпластов Bakken и Eagle Ford, которые являются хрупкими, достаточно однороднымии мощными до 80-90 м, позволяющими в продуктивных пластах Bakken и Eagle Fordогромный дренируемый объем – от 30 до 40 млн м3 на одну скважину. Однако, приэтом следует отметить, что и в этом случае наблюдается быстрое падение дебитаскважин в 1-й год – на 69%, во 2-й год на 39% по отношению к 1-му году и т.
д.Разработка баженовской свиты российскими компаниями не привела ксланцевой революции и, в отличие от американского опыта разработки сланцевыхпластов, в большинстве случаев была крайне убыточна. По утверждению9специалистов Компании «SHELL», для экономического эффекта толщина пластадолжна составлять не менее 30 метров с содержанием нефти 90 литров на тоннусланцевой породы. Даже нефтематеринские плеи Bakken, удовлетворяющиекритерию 90 л/т, включают всего лишь 32% запасов нефти и далеко не все эти залежиимеют толщину пласта в 30 и более метров.Для сравнения огромные запасы нативной нефти в пластах баженовской свитыобусловлены большой площадью распространения нефтематеринских отложений(более 1 млн км2) с толщиной пластов в среднем 15 метров.
При этом содержаниенефти в породе в отдельных случаях достигает 12-15% по объему, в среднем, непревышая 4-5%. Кроме того, сложность добычи нативной нефти заключается вкрайне низкой проницаемости пород баженовской свиты.В завершающей части главы на основании многочисленных исследованийпоказано,чтопластыбаженовскойсвитыхарактеризуютсявысокимнефтегенерационным потенциалом, сосредоточенным преимущественно в керогенглинисто-кремнистых отложениях. Органическое вещество баженовской свитыотносится к морскому гумусо-сапропелевому типу, и максимальная температурагенерации синтетической нефти составляет примерно 440°С. Высокие показателинефтегенерационного потенциала органического вещества Средне-Назымскогоместорождения свидетельствуют об имеющемся потенциальном источнике получениядополнительной синтетической нефти.Вторая глава посвящена особенностям механизма химических превращенийорганических веществ при термическом воздействии на пласты баженовской свиты.На основании анализа и обобщения результатов как отечественных, так изарубежных исследователей разработана схема химических превращенийуглеводородов при контакте с воздухом, представленная на рисунке 1.Взаимодействие кислорода воздуха с нефтью при термическом воздействиипроисходит с тепловыделением в две стадии: низкотемпературное ивысокотемпературное окисление.
Между ними преобладают реакции разложенияуглеводородов.Химические превращения отдельных углеводородных групп при воздействиикислородом воздуха на нефть протекают по различным механизмам. При окислениипарафиновых углеводородов в результате реакций дегидрогенизации образуютсякарбоновые кислоты, сложные эфиры и другие кислородсодержащие соединения, неприводящие к образованию смол и асфальтенов, и соответственно практически неучаствующие в формировании топлива, необходимого для поддержания фронтагорения.10Рисунок 1. Формализованная схема химических превращений углеводородов врезультате деструкции и окисленияЧастично превращение циклоалканов происходит аналогично маршрутуокисления парафиновых углеводородов с образованием спиртов и кетонов.Преобразование ароматических углеводородов и циклических кетонов, образованныхнафтенами, в процессе низкотемпературного окисления практически всегдапроисходит по единому механизму, свойственному реакциям уплотнения: легкиемасла - полициклические ароматические углеводороды - смолы – асфальтены –карбены – карбоиды – кокс.В области высоких температур, непосредственно характеризующих фронтгорения, остаточные высокомолекулярные соединения окисляются до воды иуглекислого газа с выделением тепла.Термическая деструкция (крекинг, пиролиз) твердого органического вещества(керогена) протекает с увеличением объема и отражает эндотермический характерпроцесса.Ряд исследователей отмечают схему последовательного термическогоразложения керогена по стадиям: дезоксидации, затем при деполимеризациимакромолекул органическое вещество переходит в пластическое состояние с11образованием битумоида; крекинга битумоида с получением смолы; пиролиза смолыс выделением лёгких фракций, газа и кокса.В третьейглавепредставленопоследовательно осуществляемоеэкспериментальное исследование физического моделирования процесса термическоговоздействия воздуха на нефтекерогенсодержащую породу, проводимое для полученияданных, необходимых для математического моделирования закачки воздуха высокогодавления на конкретном месторождении.На начальном этапе разработки при закачке воздуха в пласт происходитнакопление кислородсодержащих соединений, приводящее по цепному механизму квоспламенениюнефти,поэтомувозникаетнеобходимостьучитыватьпродолжительность периода инициирования, а также особенности окисленияразличных углеводородных групп, рассмотренных во второй главе.
Согласноклассическому представлению установившегося режима процесса внутрипластовогогорения, схема продвижения фронта горения представляет собой несколько зон сразличными физико-химическими процессами. Зона коксования характеризуетсявысокими температурами и отсутствием кислорода, тем самым, жидкое и твердоеорганическое вещество в данной области подвергается деструктивным процессам, врезультате которых формируются неподвижные высокомолекулярные соединения,используемые в качестве топлива необходимого для стабильного продвиженияфронта горения.На основании вышеизложенного была сформирована программа проведенияследующих экспериментов:- для изучения самопроизвольного инициирования окислительных процессов внизкотемпературной области окисления: определение кинетических параметровокисления/деструкции нефти и ее фракций; оценка индукционного периода от началазакачки воздуха до воспламенения нефти в пористой среде в пластовых условиях;температурных диапазонов протекания основных реакций и температурысамовоспламенениянефти;определениеколичестванеподвижныхвысокомолекулярных соединений, используемых в качестве топлива дляформирования фронта горения.- для изучения физико-химических процессов при установившемся режимепротекания ВПГ: определение состава продуктов реакций крекинга, пиролиза иокисления жидких и твердых органических веществ; определение температурыпреобразования керогенсодержащей породы, соответствующей максимальномувыходу нефти; скорость продвижения высокотемпературного фронта окисления;температурный профиль различных зон внутрипластового горения; определение12количества дополнительно выделившейся нефти при закачке воздуха/водовоздушнойсмеси в керогенсодержащую породу.Разработанная методика устанавливает, что физическое моделированиепроцесса термического воздействия воздуха на нефтесодержащую породузаключается в последовательном его изучении: с помощью дифференциальногосканирующего калориметра высокого давления, термохимического реактора и «трубыгорения» (ТГ) с получением данных, необходимых для математическогомоделирования закачки воздуха высокого давления на конкретном месторождении.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
