Введение к работе
Актуальность проблемы
При разработке пластов гидродинамическими методами образуется сложная структура остаточной нефти. В одном и том же пласте в промытых частях содержится измененная нефть микроуровня, а в целиках и застойных зонах – нефть с практически начальными или слабоизмененными свойствами макроуровня. На поздней стадии разработки месторождений основным резервом добычи являются макромасштабные остаточные запасы нефти. Для их извлечения применяют оптимизацию плотности сетки скважин, потокоотклоняющие технологии, а также микробиологические методы. Механизм их действия заключается в увеличении охвата пласта заводнением в результате перераспределения энергии закачиваемой в пласт воды. Базой для экономической оценки и определения целесообразности промышленного применения технологий является анализ геолого-промысловой информации и лабораторное моделирование пластовых процессов. Такой подход не всегда позволяет устанавливать истинные причины имеющей место неуспешности реализации применяемых технологий. Поэтому разработка критериев для мониторинга пластовых процессов на стадии опытно-промысловых испытаний новых технологий в реальных условиях пласта является актуальной проблемой.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с планами научно-исследовательских работ ИОФХ КазНЦ РАН по программам «Химия и геохимия нефтей и природных битумов, выявление природных и техногенных процессов, связанных с формированием и преобразованием нефтяных месторождений» (№ гос. рег. 01.20.0310099) 2003-2005 гг. и «Исследование изменения состава и свойств нефти в связи с ее преобразованием в природных и техногенных условиях и создание веществ, регулирующих образование, разрушение и осаждение нефтяных дисперсных систем» (№ гос. рег. 01.20.0604062) 2006-2008 гг., а также с научно-исследовательской работой по грантам Академии наук РТ по направлению 08 «Оптимизация воспроизводства углеводородных ресурсов РТ за счет рационального комплексирования методов их прогнозирования, поисков, оценки и извлечения» Программы развития приоритетных направлений науки в РТ на 2006-2010 гг.
Цель работы
Изучение в динамике разработки месторождений изменения параметров состава и свойств нефтей для выявления направлений действия технологий, применяемых для вовлечения в разработку макромасштабных остаточных запасов нефти.
В соответствии с целью поставлены следующие задачи
- Изучить влияние микробиологических технологий увеличения нефтеотдачи с использованием пластовой микрофлоры и культуры микроорганизмов на углеводородный и структурно-групповой состав нефтей.
- Изучить состав нефтей из длительно эксплуатируемых скважин основного фонда и проблемных скважин резервного фонда.
- Изучить состав и свойства нефтей до и после применения потокоотклоняющих технологий в коллекторах различного минералогического состава: песчаниках девонских отложений, песчаниках отложений карбона и карбонатах отложений карбона.
- Изучить подвижность нефтей до и после применения потокоотклоняющих технологий и установить влияние на нее состава и строения нефтяных дисперсных систем.
Научная новизна работы
- Установлено, что мониторинг состава и свойств нефтей является достаточно простым и надежным подходом для выяснения направления действия методов, увеличивающих охват пласта заводнением.
- Установлены наиболее информативные показатели углеводородного состава нефтей - Кi и nф, характеризующие техногенное биогенное окисление нефтей в условиях реального пласта.
- Выявлено существенное изменение состава нефти в части пласта, находящейся в непосредственной близости к нагнетательному ряду скважин, в результате образования асфальтосмолопарафиновых отложений, выделения твердых парафинов в отдельную фазу и химического окисления компонентов нефти.
- Показано, что зависимость от температуры подвижности нефтей, оцененная по данным метода спектроскопии импульсного ЯМР, позволяет проводить аналитический контроль над результативностью применения потокоотклоняющих технологий.
- Впервые количественно установлена взаимосвязь строения и молекулярной подвижности компонентов нефтяной дисперсной системы.
Практическая значимость
- Показано, что после завершения применения микробиологической технологии, основанной на введении в пласт штамма сахаролитических микроорганизмов и питательного субстрата, существенное ухудшение состава нефти и снижение добычи нефти связано с активацией пластовой углеводородокисляющей микрофлоры, что свидетельствуют о необходимости проведения антибактериальной обработки призабойной зоны пласта после завершения технологических работ.
- На основе сопоставительного анализа параметров состава и свойств нефтей до и после применения технологий с использованием раствора жидкого стекла, сшитых полимерных систем и полимер-дисперсных систем установлены направления возможных отклонений от механизма действия потокоотклоняющих технологий в коллекторах различного минералогического состава.
- Выявлена причина низких дебитов скважин резервного фонда, пробуренных между рядом нагнетательных скважин и добывающими скважинами основного фонда, связанная с ухудшением свойств нефти предшествующей разработкой заводнением.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены на: 12-ом Европейском симпозиуме «Повышение нефтеотдачи пластов» в 2003 г., Казань; 17-ой Уральской конференции по спектроскопии 12-15 сентября 2005 г., Новоуральск; 3-ей Всероссийской научно-практической конференции 25-26 октября 2005 г., Самара; VI Международной конференции «Химия нефти и газа», 5-9 сентября 2006 г, Томск; 2-ом Международном форуме "Актуальные проблемы современной науки", 20-23 ноября 2006 г., Самара; Всероссийской конференции «Фундаментальный базис новых технологий нефтяной и газовой промышленности», 24-26 апреля 2007 г., Москва; Международной научно-практической конференции «Повышение нефтеотдачи пластов на поздней стадии разработки нефтяных месторождений и комплексное освоение высоковязких нефтей и природных битумов» 4-6 сентября 2007 г., Казань; Международной научно-практической конференции «Нефтепереработка-2008», 20-23 мая 2008 г., Уфа.
Публикации работы. По материалам диссертации опубликовано 14 работ: в виде 6 статей в центральных журналах, 5 статей в сборниках трудов и материалах международных конференций, 3 тезисах докладов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы из 181 наименования и приложения. Работа изложена на 142 страницах, содержит 35 рисунков и 32 таблицы.
Автор выражает особую благодарность за помощь в освоении методик анализа нефтей научному сотруднику, к.х.н. Фосс Т.Р. и ведущему инженеру Якимовой Н.В., а также ведущему научному сотруднику, д.х.н. Петровой Л.М. за обсуждение результатов работы.
