Содержание к диссертации
Введение
Обзор и анализ особенностей процесса термогазового воздействия на основе российского и зарубежного опыта экспериментальных, аналитических и промысловых исследований
Краткое описание технологий повышения нефтеотдачи
пласта, реализуемых путем закачки в пласт кислородсодержащего рабочего агента
Анализ особенностей внутрипластовых процессов при закачке в пласт кислородсодержащей смеси
Анализ особенностей залежей баженовской свиты
Анализ основных результатов лабораторных исследований керна баженовской свиты в различных термобарических условиях
Анализ особенностей технологии термогазового воздействия на залежи баженовской свиты
Российский и зарубежный опыт закачки воздуха на месторождениях легкой нефти
Пилотный проект исследования термогазового воздействия на участке Средне-Назымского месторождения
Экологические аспекты реализации технологии термогазового воздействия
Исследование возможностей повышения эффективности ТГВ на основе регулирования режима воздействия на пласт
Выводы
Постановка цели и задач исследования
Лабораторные исследования процесса термогазового воздействия
Сведения о керне .
Эксперименты по термодеструкции в условиях автоклава с образцами керна Средне-Назымского месторождения
Экспериментальная установка Методика проведения исследований. Анализ результатов исследований.
2.3.1 Методика эксперимента 49
2.3.2 Описание кинетической установки 50
2.3.3 Методика проведения экспериментов 51
2.3.4 Анализ результатов определения кинетических закономерностей поглощения кислорода при окислении керогена 53
2.3.5 Кинетические параметры окисления керогена 56
2.4 Выводы 56
ГЛАВА 3 Численные исследования технологии термогазового воздействия на залежи баженовской свиты 57
3.1 Основные задачи исследований 57
3.2 Некоторые преимущества программного комплекса STARS 58
3.3 Этапы выполнения численных исследований 58
3.4 Краткое описание расчетных моделей 59
3.5 Исследование внутрипластовых процессов при термогазовом воздействии. 66
3.6 Исследование возможностей комплексного регулирования технологии термогазового воздействия при использовании рабочего агента с повышенным содержанием кислорода 74
3.7 Оценка технико-экономической эффективности внедрения ТГВ 80
3.8 Выводы 83
ГЛАВА 4 Исследование процесса термогазового воздействия на опытном участке в районе скв. №3003 средне-назымского месторождения, апробация результатов численных исследований 84
4.1 Общие сведения об опытном участке проведения исследований ТГВ 84
4.2 Разработка и внедрение установки ТГВ, обеспечивающей эффективный режим воздействия на пласт согласно результатам выполненных исследований 84
4.3 Анализ первых результатов реализации процесса ТГВ на опытном участке в районе скважины №3003 Средне-Назымского месторождения 86
Основные выводы и рекомендации 91
Список литературы
- Анализ особенностей внутрипластовых процессов при закачке в пласт кислородсодержащей смеси
- Экспериментальная установка Методика проведения исследований. Анализ результатов исследований.
- Этапы выполнения численных исследований
- Разработка и внедрение установки ТГВ, обеспечивающей эффективный режим воздействия на пласт согласно результатам выполненных исследований
Введение к работе
Актуальность проблемы
Основные запасы нетрадиционных углеводородов в Российской Федерации сосредоточены в нефтематеринских породах баженовской свиты, распространенных на площади свыше 1 млн км2. Отложения баженовской свиты являются аналогом нефтеносных сланцев, но отличительной их особенностью является то, что процесс преобразования органического вещества в нефть еще не завершен. Поэтому углеводороды залежи баженовской свиты содержатся в двух формах – легкой нефти и керогене, среднее содержание которого составляет 23,3%.
В настоящее время огромный потенциал баженовской свиты используется неэффективно: накопленный опыт свидетельствует о том, что применение традиционных способов разработки позволяет извлечь всего 3-5% запасов нефти, содержащихся в поровом пространстве.
С целью освоения запасов баженовской свиты ведется разработка отечественной технологии термогазового воздействия (ТГВ), актуальность развития которой в настоящее время дополнена веским аргументом – необходимостью импортозамещения. Данная технология создана на основе интеграции тепловых и газовых методов увеличения нефтеотдачи и предполагает закачку в пласт воздуха и воды. Оценки показывают, что реализация данной технологии позволит увеличить нефтеотдачу залежей баженовской свиты до 35-40%.
Крупный проект по исследованию ТГВ осуществляется при
непосредственном участии автора диссертационной работы на Средне-Назымском месторождении АО «РИТЭК». Результаты, полученные на опытных участках компании, могут стать основой для широкомасштабного применения данной технологии.
Цель диссертационной работы – повышение эффективности технологии термогазового воздействия на залежи баженовской свиты за счет комплексного
4 регулирования темпа закачки рабочего агента, водовоздушного отношения и использования нагнетаемого агента с повышенным содержанием окислителя.
Основные задачи исследований
-
Определение конверсии образцов керогенсодержащих пород баженовской свиты в жидкие углеводороды при их нагреве в диапазоне температур, соответствующих условиям реализации технологии ТГВ на залежи баженовской свиты, для уточнения аналитической модели ТГВ.
-
Определение кинетических параметров реакции окисления пород баженовской свиты для уточнения аналитической модели ТГВ.
-
Определение эффективных режимов ТГВ с применением комплексного управления параметрами технологии на основе результатов лабораторных экспериментов и моделирования.
-
Обоснование эффективности применения нагнетаемого агента с повышенным содержанием окислителя для реализации комплексно управляемой технологии ТГВ на залежи баженовской свиты.
-
Проверка результатов численных исследований ТГВ в промысловых условиях.
Научная новизна
-
Разработан и предложен способ повышения эффективности ТГВ на основе комплексного управления следующими параметрами технологии: содержанием окислителя в нагнетаемом агенте, темпом закачки рабочих агентов и величиной водовоздушного отношения.
-
Исследованы основные особенности извлечения нефти на основе комплексно регулируемой технологии ТГВ на залежи баженовской свиты для условий Средне-Назымского месторождения.
3. Обосновано протекание окислительных процессов в залежах
баженовской свиты при реализации комплексно регулируемой технологии ТГВ
в промысловых условиях.
Основные защищаемые положения
-
Повышение эффективности ТГВ на залежи баженовской свиты за счет комплексного регулирования технологии и использования нагнетаемого агента с повышенным содержанием окислителя.
-
Рекомендуемые параметры реализации комплексно регулируемой технологии ТГВ на Средне-Назымском месторождении при использовании в качестве рабочих агентов атмосферного воздуха и воды: темп закачки воздуха 44-59 тыс. норм. м3/сут., водовоздушное отношение 0,0016-0,0023.
-
Обоснование протекания окислительных реакций в пласте при реализации комплексно регулируемой технологии ТГВ на участке в районе скважины №3003 Средне-Назымского месторождения.
Практическая ценность работы
Полученные в результате исследований основные параметры комплексно
регулируемой технологии ТГВ использованы при подготовке
«Технологической схемы разработки Средне-Назымского месторождения»
(2016 г.), проведении проектно-изыскательских работ «Установка для
проведения экспериментально-промысловых работ по опробованию
термогазового воздействия. Куст №3 Средне-Назымского лицензионного участка (скважина № 210)» (2013 г.), а также при выполнении НИОКР по теме: «Совершенствование технологии термогазового воздействия для условий опытных участков в районе скв. №219 и 210 Средне-Назымского месторождения» (2012-2013 гг.).
Параметры работы оборудования, полученные в рамках исследований, используются при проведении опытно-промышленных работ на Средне-Назымском месторождении.
Предложенные принципы регулирования технологии термогазового воздействия на залежи баженовской свиты позволяют увеличить охват воздействием, повысить степень извлечения нефти из недренируемой части пород баженовской свиты и, как следствие, увеличить КИН.
Апробация работы
Результаты и основные положения диссертационного исследования были
представлены автором и обсуждались на следующих научно-технических
конференциях, выставках и конкурсах: Российская техническая нефтегазовая
конференция и выставка SPE (2010, 2013, 2014, Москва); X Конференция
молодых ученых и специалистов организаций Группы «ЛУКОЙЛ» (2013,
Ухта); Международная конференция Nanotechoilgas (2014, Москва);
Конференция молодых ученых и специалистов ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» (2013, 2014, Москва); Международная молодежная научная конференция «Нефть и Газ» (2013, 2014, Москва); ХIV конференция молодых специалистов, работающих в организациях, осуществляющих деятельность, связанную с использованием участков недр на территории Ханты-Мансийского автономного округа – Югры (2014, Ханты-Мансийск); Конференция молодых ученых и специалистов ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» (2014, Тюмень); Конкурс научно-технических разработок среди молодежи предприятий и организаций топливно-энергетического комплекса «ТЭК-2014» (2014, Москва); Конференция «Контроль и автоматизация технологических процессов в нефтегазовой отрасли» (2010, Геленджик); Конкурс «Лучший ЭКО-проект года организаций Группы «ЛУКОЙЛ» (2013, Москва); Конкурс «Лучшая научно-техническая разработка организаций Группы «ЛУКОЙЛ» (2013, Москва), Конкурс МИНЭНЕРГО РОССИИ «Новая идея» (2014, Москва).
Публикации
По результатам выполненных научных исследований опубликовано 12 печатных работ, в том числе 5 статей в рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.
Структура и объем работы
Анализ особенностей внутрипластовых процессов при закачке в пласт кислородсодержащей смеси
Авторами работ [12, 33, 46, 47, 48] определены два основных внутрипластовых механизма, реализуемых при закачке в пласт кислородсодержащего агента. Первый – это реакция углеводородов с кислородом, с образованием альдегидов, спиртов, кетонов и гидропримесей и выделением тепловой энергии. Компоненты в последующем взаимодействуют один с другим и полимеризируются с образованием тяжелых, менее желательных компонентов, таких как асфальтены и кокс.
Второй механизм, реализуемый при закачке в пласт кислородсодержащего агента, это традиционная реакция окисления, включающая деструктивное окисление углеводородов с получением оксидов углерода (СО2 и СО) и воды.
Реакции присоединения кислорода малоэффективны для обеспечения подвижности нефти, так как приводят к получению тяжелых углеводородов (асфальтенов, кокса) и окисленных углеводородов, способствующих образованию стабильных эмульсий с водой. С другой стороны, реакции разрыва связей эффективны в части обеспечения подвижности нефти и характерны при закачке воздуха в залежи с тяжелой нефтью.
Как отмечают авторы [33], в процессе внутрипластового горения фронт горения действует как «бульдозер», вытесняя впереди себя нефть, которая не была извлечена за счет действия других механизмов нефтевытеснения.
В целом, авторами [12, 33, 46, 47] процесс окисления легкой нефти рассматривается как газовое воздействие, где механизм вытеснения газом является основным, а термические эффекты – второстепенными.
При закачке воздуха в залежь легкой нефти кислород вступает в реакцию с пластовыми углеводородами при повышенной температуре пласта, генерируя двуокись углерода. В результате смесь газов горения, содержащая, в основном, двуокись углерода и азот, способствует вытеснению нефти из пласта к добывающим скважинам. При этом система нефть-газ может быть несмешивающейся, частично смешивающейся и полностью смешивающейся [48, 117]. Начальный этап реализации технологии закачки в пласт кислородсодержащей смеси связан с повышением пластового давления. Влияние зоны термического воздействия в начальный период закачки воздуха второстепенно. На рис. 1.2 показаны общие различия между закачкой газа (смешивающейся или не смешивающейся) и закачкой воздуха. Как следует из рисунка, смешивающееся вытеснение нефти обеспечивает самую высокую эффективность процесса воздействия на пласт. При закачке в пласт воздуха часть нефти используется в реакциях окисления, кроме того, возможна низкая эффективность вытеснения нефти азотом в условиях несмешивающегося вытеснения. Этим объясняется сравнительная низкая эффективность закачки воздуха при нагнетании в пласт рабочего агента в объеме до 1 порового объема.
В результате анализа [49, 50, 51, 52] выявлено, что закачка воздуха под высоким давлением должна рассматриваться как совместный процесс теплового и газового воздействия, тепловой фронт обладает способностью вытеснять остаточную нефть после газового воздействия.
Данные особенности характерны при закачке воздуха в традиционные коллекторы. Специфика внутрипластовых процессов меняется при закачке воздуха в керогенсодержащие породы баженовской свиты. В этой связи далее рассмотрены основные особенности данных залежей, важные для разработки эффективной технологии их освоения.
Исследование особенностей залежей баженовской является сложной комплексной задачей, литературные данные часто различаются, при этом они достаточно детально раскрывают основную специфику баженовской свиты [4, 22, 34, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64]. В частности, отложения баженовской свиты распространены в центральной части Западно-Сибирской низменности на площади более 1 млн км2. Они залегают на глубине в среднем 2500–3000 м, толщины изменяются в пределах от 10 м в окраинных частях до 44 м в наиболее погруженных частях фундамента платформы. Температура пласта по площади изменяется от 80 С до 134 С.
Согласно оценкам ведущих ученых отрасли, геологические ресурсы углеводородов баженовской свиты в среднем составляют от 5 до 150 млрд т и более. В 2011 году мировым агентством (WEO) потенциальные геологические ресурсы нефти в баженовской свите в целом по западно-сибирской нефтегазоносной провинции оценены в размере 140 млрд т, а по мнению российского ученого И. И. Нестерова (2011), геологические ресурсы по категориям Д2-3 в данных залежах составляют 591 млрд м3, а ресурсы, извлекаемые по разработанным технологиям, – 127 млрд м3. Согласно информации специалистов ГП «НАЦ РН им. В. И. Шпильмана», к 2020 году прирост запасов баженовской свиты только по Ханты-Мансийскому автономному округу может составить около 2 млрд т при внедрении соответствующих эффективных методов увеличения нефтеотдачи.
Экспериментальная установка Методика проведения исследований. Анализ результатов исследований.
В перечисленных публикациях рассматриваются разные варианты расчетов параметров установки ТГВ. Так, в работе [95, 98] выполнена оценка оптимального водовоздушного отношения на основе базовых уравнений теплотехники и гидромеханики. В работах [32, 71, 72] аналогичные расчеты выполнены с применением специального симулятора CMG STARS.
При этом согласно [32, 71, 72] комплекс расчетов проводится с учетом теоретических данных о режимах вытеснения нефти углекислым газом и азотом. В этой связи с целью уточнения параметров расчетной модели и проверки эффективности работы установки ТГВ необходимо выполнение экспериментальных исследований по изучению термогазовых процессов. Возможность использования рабочего агента ТГВ с повышенным содержанием окислителя обусловлена особенностями пластов баженовской свиты. Безопасность реализации данной модификации технологии и отсутствие прорывов кислорода в добывающие скважины может обеспечиваться за счет высокой пластовой температуры месторождения – более 65С и наличия в достаточном количестве керогена в залежи, однако данный вопрос требует проведения дополнительных исследований.
Одним из основных компонентов, которые выделяются в пласте при реакции взаимодействия окислителя с пластовыми углеводородами в рамках ТГВ, является углекислый газ. Таким образом, при увеличении содержания окислителя в закачиваемом воздухе повышается содержание углекислого газа и снижается концентрация азота в пласте после окислительной реакции. С точки зрения вытеснения нефти из залежи диоксид углерода является более эффективным агентом в сравнении с азотом воздуха. Кроме того, прорывы азота, которые отмечены при реализации ТГВ на Средне-Назымском месторождении, могут привести к преждевременному прорыву в добывающие скважины газов горения и снижению охвата процессом. Преждевременный прорыв газов к добывающим скважинам означает окончание процесса. Чтобы ослабить влияние этого фактора, используют закачку воды совместно с воздухом.
Для обеспечения максимально эффективного поддержания пластового давления необходимо выбрать темп закачки воздуха (рабочего агента с повышенным содержанием окислителя) и воды, соответствующий суммарному отбору флюидов на добывающих скважинах.
Согласно опубликованной информации [99, 100] в настоящее время в промышленности хорошо зарекомендовали себя три основных способа получения из воздуха рабочего агента с повышенным содержанием окислителя: адсорбционный, криогенный и мембранный. Выбор технологии определяется исходя из необходимого содержания окислителя в рабочем агенте и требуемого расхода [101, 38].
Авторы работы [102] отмечают ряд преимуществ использования кислорода в рамках технологии ТГВ. Использование рабочего агента с повышенным содержанием окислителя в процессе внутрипластового горения практикуется с 1980 года. Впервые использование дополнительного окислителя в процессе внутрипластового горения было предложено Ramey в 1954 году. По мнению специалиста, использование данного рабочего агента может обеспечить требуемый расход нагнетаемой в пласт водовоздушной смеси при более низкой скорости подачи и давлении.
На основе анализа указанных выше работ установлены следующие преимущества использования рабочего агента с повышенным содержанием окислителя:
1. Применение рабочего агента с повышенным содержанием окислителя обходится дешевле в условиях увеличенного давления и высоком расчетом темпе закачки рабочего агента.
2. Оборудование наземного комплекса для небольших проектов сравнительно проще и представлено менее серьезными операционными проблемами, чем при закачке атмосферного воздуха.
3. Более низкая скорость нагнетания рабочего агента с повышенным содержанием кислорода позволяет вести разработку опытного участка, геолого-физические параметры которого не соответствуют критериям применения традиционного ТГВ (ВПГ).
4. Использование смеси с повышенным содержанием окислителя при ТГВ повышает концентрацию СО2 в вытесняющем агенте, что гарантирует создание смешивающегося вытеснения нефти.
5. При закачке рабочего агента с повышенным содержанием кислорода самовозгорание возникает быстрее в связи с высокими показателями скорости реакции.
6. Использование кислорода в качестве рабочего агента при внутрипластовом горении может привести к увеличению коэффициента вытеснения. Существует несколько причин: улучшение фильтрации потока за счет растворения СО2 в нефти и улучшение результатов добычи от снижения газового фактора.
7. Закачка рабочего агента с повышенным содержанием окислителя позволяет уменьшить эксплуатационные проблемы, как правило, возникающие при закачке воздуха, такие как низкая приемистость коллектора, а также неоднородность залежи.
Этапы выполнения численных исследований
В модели линейной фильтрации добывающая и нагнетательная скважины располагаются в крайних ячейках модели 4-го слоя, как показано на рис. 3.1.
В качестве граничного условия в модели на нагнетательной скважине задавался постоянный расход закачиваемого агента. Забойное давление в нагнетательной скважине зависит от плотности флюида в стволе скважины. Оно росло с увеличением водовоздушного отношения, в то время как устьевое давление считалось постоянным – 350 атм.
Для создания модели пластовой нефти за основу была взята нефть Средне-Назымского месторождения.
Композиционная модель нефти, представлена всего 2-мя компонентами: – Oil – широкая фракция средних и тяжелых углеводородов; – Gas – широкая фракция легких углеводородов. Полученные нефтяные компоненты считаются базовыми и характеризуют изначально присутствующую в пласте нефть.
Пластовая вода и вода, образующаяся в результате химических реакций, представлена в модели компонентом – Water. Закачиваемый воздух моделируется смесью двух компонентов – азот-монооксид углерода (N2_CO – 79%) и кислорода (Oxygen – 21%).
Продуктами реакций окисления и деструкции являются азот-монооксид углерода (N2_CO), диоксид углерода (CO2), гидрооксиды (CHxOy), фракция средних углеводородов (LightOil) и кокс (Coke). В качестве керогена были созданы два дополнительных компонента – Kerogen и SolidOil.
Компоненты Gas, LightOil, CO2, Water, CHxOy фильтруются как в жидкой, так и в газовой фазах, фильтрация компонентов O2, N2_CO происходит только в газовой фазе, а компонента Oil – только в жидкой фазе. Фильтрации компонентов Coke, Kerogen и SolidOil не происходит, так как они представляют собой в первоначальном состоянии твердые вещества.
Согласно представлениям о химических процессах при ТГВ с учетом возможностей термогидродинамического симулятора в исследовательской модели были реализованы следующие семь химических реакций:
Псевдокомпонент Oil подвергается двум реакциям (№1 и №5) окисления, одна из которых (№5) идет с образованием конечных продуктов в виде компонентов Water, CO2 и N2_CO, а другая (№1) – с образованием промежуточного компонента CHxOy. Помимо этого Oil подвергается реакции разложения (№4) на псевдокомпонент LightOil и кокс (Coke). Псевдокомпонент Gas имеет молекулярную массу, меньшую по значению молекулярной массы пентанов (25 г/моль), и непосредственно в зоне окислительных реакций он будет почти полностью отсутствовать. Реакция №2, описывающая процесс частичного окисления псевдокомпонента Gas c образованием гидроксильного промежуточного компонента CHxOy, в совокупности с остальными семью реакциями имеет наименьшее значение и записана только с точки зрения полноты описания химического процесса. В целом поведение данного псевдокомпонента в основном будет описываться только процессами конденсации и испарения. Данные изменения состояния описываются в модели с применением коэффициента корреляции в уравнениях констант фазового равновесия, являющимися функциями давления и температуры (К – value).
Образующийся в качестве промежуточного продукта реакций окисления компонент CHxOy, как и продукт разложения псевдокомпонета Oil – псевдокомпонент LightOil, участвует в реакциях горения (№3 и №6) с образованием конечных продуктов в виде компонентов Water, CO2 и N2_CО.
Реакция №7 с горением кокса рассмотрена для случая, когда при формировании очага горения в поровом пространстве процесс при достаточном количестве окислителя может достигать высоких температур выше 200оС. При отсутствии таких участков в модели, данная схема в расчетах не участвует.
Рассмотренные реакции являются основными для описания химических процессов, происходящих при ТГВ, но в условиях баженовской свиты их недостаточно. Наличие керогена в пластах баженовской свиты и его химическая активность под воздействием высоких температур требует задания дополнительных реакций, учитывающих эти особенности. Для задания реакции горения керогена в модели была использована брутто-формула, полученная по результатам лабораторных исследований и применяемая для пересчета теплового эффекта при горении керогена на поглощенный кислород: С25.61H35.61O3S0.24+O2=CO2+H2O+SO2 При этом молярная масса керогена составляет 0,4 кг/моль. Но указанной реакции недостаточно, чтобы с учетом возможностей используемого термогидродинамического симулятора задать наличие керогена. Это связано с результатами лабораторных экспериментов, согласно которым, как уже описывалось выше, кероген не просто является топливом для реакций горения и, как следствия, роста пластовой температуры, а из него в процессе реакции термодеструкции образуются углеводороды..
Для учета образования углеводородов из керогена первоначально было создано два псевдокомпонента – Kerogen и SolidOil, которые одинаковы по своим физическим свойствам и находятся в твердом состоянии. Первый из них предусмотрен для моделирования той части керогена, которая в результате термодеструкции остается в твердом остатке и образует собой топливо для реакций горения. В свою очередь, SolidOil моделирует ту часть керогена, которая соответствует образовавшемуся количеству углеводородов. Таким образом, в модели заложены следующие две реакции, посредством которых задается наличие керогена и его химическая активность:
Разработка и внедрение установки ТГВ, обеспечивающей эффективный режим воздействия на пласт согласно результатам выполненных исследований
На диаграмме видно, что расчетные режимы реализации ТГВ обеспечивают добычу углеводородов в объеме от 570 до 680 тыс. тонн. Например, в точке А5 за счет выбора темпа нагнетания воздуха –50 тыс. норм. м3/сут и водовоздушного отношения 0, т.е. без закачки воды объем полученной в итоге нефти составит 646 тыс. тонн, а при том же темпе закачки воздуха, но при закачке воды темпом 100 м3/сут в постоянном режиме – точка В5 ,объем полученной в итоге нефти составит на 34 тыс. тонн больше. Дальнейшее увеличение объемов закачиваемой воды нецелесообразно, так при темпе закачки воздуха 50 тыс. норм. м3/сут и водовоздушном отношении 0,004 объем добычи нефти составит 642 тыс. тонн.
Таким образом, подтверждается эффективность комплексного параметров ТГВ. Максимальный объем накопленной добычи нефти получен при следующем варианте работы установки ТГВ (точка В5): темп нагнетания атмосферного воздуха 50 тыс. норм. м3/сутки, водовоздушное отношение 0,002.
С учетом погрешности расчётов и масштабирования результатов исследования для условий баженовской свиты Средне-Назымского месторождения определены рекомендуемые параметры технологии ТГВ: темп закачки воздуха 44-59 тыс. норм. м3/сут, водовоздушное отношение 0,0016-0,0023.
В дальнейшем на 3 этапе исследований выполнены расчеты разных вариантов работы установки ТГВ с учетом увеличения содержания окислителя в рабочем агенте при разных темпах нагнетания кислородсодержащей смеси и водовоздушных отношениях. В рамках исследований отмечено, что при повышении содержания окислителя в рабочем агенте увеличивается оптимальное водовоздушное отношение.
Аналогично численным исследованиям, выполненным в рамках 2-го этапа, определены режимы ТГВ, обеспечивающие наибольшие объемы добычи углеводородов. Результаты расчетов представлены на рисунке 3.11.
На графике видно, что увеличение содержания кислорода в закачиваемой смеси значительно влияет на накопленную добычу нефти по рассмотренным вариантам. При этом удельный прирост накопленной добычи нефти при увеличении содержания кислорода в воздухе снижается начиная с 60% и более. На основе результатов выполненных расчетов подготовлена заявка на полезную модель – «Установка термогазового воздействия», которая обеспечивает закачку в пласт воздуха рабочего агента с повышенным содержанием окислителя. С учетом снижения прироста накопленной добычи нефти при увеличении содержания кислорода в воздухе с учетом погрешности расчётов эффективное содержание окислителя в рабочем агенте ТГВ составило 53-80%. Темп закачки рабочего агента при этом составил 22-27 тыс. норм. м3 /сутки. Данный вариант может рассматриваться в качестве перспективного, учитывая необходимость в приобретение дополнительного оборудования. 3.7. Оценка технико-экономической эффективности внедрения установки ТГВ
Технико-экономическая оценка эффективности внедрения технологии ТГВ выполнена на основе четырех вариантов. Каждый из расчетных вариантов предполагает создание опытного участка ТГВ на Средне-Назымском месторождении, включает капитальные затраты на бурение скважин, строительно-монтажные работы, проектные работы, а также закупку и монтаж комплекса оборудования. Краткое описание расчетных вариантов представлено далее.
Вариант 1 (рекомендуемый вариант с учетом результатов выполненных исследований). Разработка опытного участка с применением технико-технологического комплекса ТГВ. Основное оборудование установки ТГВ: компрессорная станция (темп нагнетания воздуха 50 тыс. норм. м3/сут.), насосная станция. Индивидуальные измерительные установки с блоком газоаналитического оборудования (определение в постоянном режиме CO, CO2 и O2) на каждую добывающую скважину, лаборатория с хроматографическим оборудованием.
Вариант 2 (без выбора оптимального режима воздействия на пласт с помощью ТГВ). Разработка опытного участка с применением технико технологического комплекса ТГВ. Основное оборудование установки ТГВ: компрессорная станция (темп нагнетания воздуха 20 тыс. норм.м3/сут.). Индивидуальные измерительные установки с блоком газоаналитического оборудования (определение в постоянном режиме CO, CO2 и O2) на каждую добывающую скважину, лаборатория с хроматографическим оборудованием.
Вариант 3 (перспективный вариант с применением для реализации ТГВ рабочего агента с повышенным содержанием окислителя). Разработка опытного участка с применением технико-технологического комплекса ТГВ. Основное оборудование установки ТГВ: компрессорная станция (темп закачки рабочего агента 25 тыс. норм. м3/сут.), насосное оборудование, система газоразделения. Индивидуальные измерительные установки с блоком газоаналитического оборудования (определение в постоянном режиме CO, CO2 и O2) на каждую добывающую скважину, лаборатория с хроматографическим оборудованием.
Вариант 4 (без ТГВ). Разработка опытного участка без применения методов повышения нефтеотдачи. Результаты анализа технико-экономической эффективности инвестиций в разработку опытного участка сведены в таблицу 3.5.
Как видно из таблицы, наименьшие капитальные затраты – в варианте 4. Большая часть из данных затрат – 950 млн рублей – это инвестиции в строительство скважин опытного участка. Оценочная стоимость установки ТГВ с учетом рекомендуемых параметров составляет 160 млн рублей. Таким образом, капитальные вложения в обустройство участка по варианту 1 составят 1350 млн рублей.
Вариант 2 в сравнении с вариантом 1 имеет меньшие капитальные затраты в связи с отсутствием необходимости закупки и монтажа насосной станции, а также в связи с меньшей производительностью компрессорной станции. Вариант 3 имеет наибольшие капитальные затраты, связанные с необходимостью приобретения специального оборудования газоразделения.
Налоговые ставки, участвующие в экономической оценке вариантов разработки рассматриваемого участка, приняты в соответствии с действующим законодательством. Расчет экономических показателей эффективности произведен в постоянных ценах (без учета инфляции), в условиях полного налогообложения, при нормах дисконта 10%. Затраты на обслуживание добывающих скважин определены на основе данных по Средне-Назымскому лицензионному участку и включают в себя заработную плату производственных рабочих, отчисления на социальное страхование, цеховые расходы, общепроизводственные и общехозяйственные расходы, а также затраты на содержание и эксплуатацию оборудования.
Показатели эффективности разработки определялись при условии сбыта добываемой нефти на внутреннем рынке по цене 12241 руб./т (с НДС).
Результаты оценки показали, что освоение опытного участка с применением традиционных систем разработки является экономически и технологически малоэффективным – инвестиции в разработку опытного участка по варианту 4 не окупаются. Повысить эффективность разработки опытного участка возможно с помощью использования технологии ТГВ и комплекса соответствующего оборудования. Накопленный дисконтированный денежный поток за рассмотренный период для рекомендованного варианта реализации ТГВ составил 165 млн руб., срок окупаемости проекта – 13 лет. Эффективность от инвестирования в реализацию данного варианта проекта по показателю NPV на 145 млн руб. больше в сравнении с вариантом 2, который не предусматривает рекомендованного в настоящей работе выбора параметров ТГВ.
Наибольшая экономическая эффективность получена при реализации варианта 3 (использование рабочего агента с повышенным содержанием окислителя). Сравнивая варианты 1 и 3, видно, что дополнительные инвестиции на закупку и монтаж специального оборудования для реализации предлагаемой модификации ТГВ – окупаются.