Технологические результаты испытания внутрипластового горения

Таблица 2

На наиболее показательных объектах США и Венесуэлы

Геолого-физические условия проведения внутрипластового горения

Таблица 1

Объект (страна)	Год проведения	Эффективная нефтенасыщенная толщина ласта, м	Глубина залегания кровли пласта, м	Проницаемость, мкм2	Нефтенасыщенность, %	Вязкость нефти, мПа·с	Режим работы залежи до начала процесса горения
1. Слосс (США)		4,3		0,191	30+10	0,8	Заводнение Режим растворен- ного газа и завод- нение Режим растворен- ного газа и грави- тационный режим Смешанный режим. растворенного га- за и водонапорный:
2. Дели (США)		2,53		1,069
3. Беллевью (США)
4. Каддо-Париш (США)		4,9		0,606
5. Карлайд (США)		10,7		2,05
6. Ист-Тиа-Хуана (Венесуэла)

Примечания: 1. Пласты всех объектов сложены песчаником.

2. Про­ницаемость объекта 2 определена по данным анализа керна.

В табл. 2 приведены основные технологические резуль­таты этих испытаний. Наибольший интерес из них представляют опыты, проведенные на месторождениях со значительной глуби­ной залегания продуктивных пластов и малой вязкостью нефти. Месторождение легкой нефти Слосс было открыто в 1954 г. Его начальные геологические запасы нефти составляли 6 млн. м³. Оно было разбурено к 1958 г. с плотностью 16 га/скв. Через 2,5 года после начала разработки была достигнута максимальная добыча нефти - 1530 м³/сут. Месторождение разрабатывалось вначале на упругом режиме, а затем на режиме растворенного газа, и к середине 1958 г. текущая нефтеотдача достигла 11 % от начальных запасов нефти. В это время было начато заводнение месторождения, в результате которого среднесуточная добыча нефти увеличилась на 400 м³/сут. К середине 1963 г. вся залежь была обводнена. В это время и начались испытания влажного горения на одном из участков месторождения.

Объект

Площадь участка, га

Число скважин

Накопленный объем нагнетания

Водовоздушный фак­тор, мЗ/100 м2

Добыча нефти, тыс. м3

Воздухо-нефтяной фактор в целом на весь период, м3/м3

Концентрация сго­рающего топлива, кг/м3

Нефтеотдача, %

нагнетательных

добывающих

Воздуха, млн. м3

Воды, тыс. м3

От балансовых запасов

прирост

От остаточных запасов

388,5 16,2 1,1 1,7 4,6

389,5 64,8 118,9 8,31 26,39 46,1

1720 10,9 72 14,3 19,8 322,7

0,44 0,017 0,06 0,17 0,075 0,7

166,3 21,5 42,9 3,3 4,9 217,4

2342 3013 2768 2518 5386 170

15 14,4 - - - -

68,8 77 - 28 41,4 -

7,6 30 12,9 - 37,54 -

19 45,4 13,6 13,3 15,5 52,6

* Объекты те же, что и в табл. 2.

Общие результаты заводнения и достигнутая при этом нефте­отдача не приводятся, однако указывается, что к началу приме­нения влажного горения остаточная нефтенасыщенность пласта оценивалась величиной порядка 30 % (± 10 %).

Четыре добывающие скважины располагались примерно в 320 м от нагнетательной. Скважины эксплуатировались до чи­стой воды и перед началом опытных работ простаивали уже в те­чение 2-3 лет.

Горение было начато в мае 1963 г., после чего в течение 34 сут в пласт закачивался один воздух с расходом 28 тыс. м³/сут. В июне 1963 г. процесс был переведен на режим влажного горе­ния. Закачка водовоздушной смеси в нагнетательную скважину продолжалась до октября 1965 г., затем из-за резкого снижения приемистости нагнетание рабочих агентов разделили: воздух закачивали в оценочную скважину, расположенную в 45 м от нагнетательной, а воду - в нагнетательную. Средний водо-воздушный фактор составлял 7,5 · 10 ^-3 м³/м³. Темп нагнетания воздуха также был высоким - более 40 тыс. м³/сут. Давление нагнетания составляло 23 МПа.

Добыча нефти за счет влажного горения составила 13,4 тыс.м³, а средний дебит нефти реагирующих скважин - 13,5 м³/сут. Сум­марная закачка воздуха равна 40,7 млн. м³.

Согласно анализу кернов из скважин, расположенных на рас­стоянии 45 и 90 м от нагнетательной, был сделан вывод, что фронт горения продвинулся на расстояние порядка 90 м, а сред­ний охват пласта горением по толщине составляет 80%. Удель­ное количество сгорающей нефти равно примерно 15 кг/м³ пласта (13-15 % от начальной насыщенности).

К концу 1965 г. коэффициент извлечения нефти на опытном участке достиг 43% от запасов нефти к началу осуществления процесса. Было принято решение о расширении программы примене­ния влажного горения на месторождении Слосс. Эта программа реализована на площади 388,5 га и была самой крупной из извест­ных программ третичных методов добычи нефти. Как и на опыт­ном участке, система размещения скважин была площадной пятиточечной. Всего было десять элементов, плотность размеще­ния скважин на большинстве из них составляла 32 га/скв. Два элемента из упомянутых были объединены. Программа испытаний включала 9 нагнетательных и 27 добывающих скважин.

Средний темп нагнетания воздуха составлял 250 тыс. м³/сут, или 28 тыс. м³/сут в расчете на одну нагнетательную скважину. После создания фронта горения его постепенно увеличивали в течение месяца. В дальнейшем в призабойной зоне сильно по­вышалось сопротивление и скважины практически не принимали воду. Поэтому сравнительно длительный период (примерно 8 мес.) в пласт закачивали только воздух.

Нагнетание воды было начато в ноябре 1967 г. Накопленный водовоздушный фактор за 4,5 года составил 4,4 · 10 ^-3 м³/м³. Всего в пласт в период осуществления влажного горения было закачано 1,72 млн. м³ воды. Затем 2,5 года осуществлялось обыч­ное заводнение.

Перед началом опытных работ нефть давали только шесть скважин с суммарным дебитом 51, 7 м³/сут. Все остальные сква­жины были обводнены и закрыты. По оценкам, за счет продолже­ния заводнения можно было бы получить максимум 19,1 тыс. м³ нефти.

Максимальный отбор нефти был достигнут на стадии осуще­ствления влажного горения в 1968 г. и составил 87,5 м³/сут.

За период осуществления процесса горения (4,5 года) из за­лежи было добыто 102,8 тыс. м³ нефти. С учетом добычи нефти из опытного участка к началу реализации расширенной про­граммы общий отбор нефти составил 116,2 тыс. м³ нефти. В ра­счете на эту добычу воздухонефтяной фактор составил 3700 м³/м³.

В результате применения влажного горения с учетом добычи при заводнении из залежи было извлечено 179,7 тыс. м³ нефти, т. е. 19,1 % от остаточных после заводнения запасов нефти. На­копленный воздухонефтяной фактор составил 2390 м³/м³.

Объемный коэффициент охвата пласта горением был значи­тельно ниже 50 % из-за трудностей регулирования процесса при площадной системе размещения скважин. В то же время наблю­далось перемещение высокотемпературных зон на значительные расстояния (до 360 м).

В целом результаты работ на месторождении Слосс дают весьма важный обнадеживающий материал о возможности эф­фективного применения влажного горения для доразработки месторождения маловязких нефтей после их частичного заводне­ния.

Интересные результаты были получены и на месторождении Суплаку де-Барку (Румыния). Здесь на пятиточечном элементе с плотностью размещения скважин 0,5 га/скв в 1966 г. был на­чат процесс сухого внутрипластового горения. При этом дебиты отдельных скважин увеличивались от 2-5 до 90-100 м³/сут. В 1967-1971 гг. горение осуществлялось на восьми новых участ­ках площадью около 4 га каждый.

Средний удельный расход воздуха при осуществлении сухого горения на первоочередном опытном участке составлял около 2200 м³/т. Начатая в июне 1973 г. закачка воды наряду с возду­хом, позволила уже к октябрю 1973 г. уменьшить удельный рас­ход воздуха до 1700 м³/т. Нефтеотдача за фронтом горения со­ставляла 45-50 % от запасов.

В 1971 г. испытания влажного горения были начаты на место­рождении Беллевью (США). Опытный участок площадью 4 га представлял собой четыре семиточечных элемента. За период раз­работки с 1921 до марта 1971 г., несмотря на применение различ­ных методов интенсификации добычи, нефтеотдача по опытному участку составляла всего лишь 5%. За два первых года испыта­ний в пласт было закачано 118,9 млн. м³ воздуха и 72 тыс. м³ воды. Накопленная добыча нефти за этот период достигла 40,4 тыс. т, что составляло 13, 65 % от запасов нефти на начало процесса. Воздухонефтяной фактор составил 2768 м³/м³.

В нашей стране первый промысловый опыт применения влаж­ного горения был начат на залежи, содержащей нефть повышен­ной вязкости, где, как известно, тепловые методы воздействия дают наибольший эффект. В качестве объекта для испытаний влажного горения была выбрана залежь горизонта ПКв площади Хоросаны месторождения Балаханы - Сабунчи - Романы. Опыт­ный участок расположен в северо-западной части площади Хоросаны. Его геолого-промысловая характеристика приведена ниже.

Коллектор........................................................ ……………………… Песчаник

Глубина залегания кровли пласта, м........ ……………………… 250—300

Площадь опытного участка, га........................ ……………………... 9,26

Толщина пласта, м: общая …………………………………………….. 57

эффективная нефтенасыщенная................. ……………………… 35,4

Проницаемость, мкм².................................... ……………………… 0,53

Нефтенасыщенность, %^:

начальная....................................................... …………………. 80

текущая на 1/IV 1973 г....................................... ………………… 71

Вязкость нефти, мПа·с..................................... ………………….. 136

Нефтеотдача на 1/IV 1973 г., %...................... …………………. 11,4

Разработка залежи горизонта ПКв в районе опытного участка была начата в 1930 г. на режиме растворенного газа с переходом в дальнейшем на гравитационный режим с весьма невысокими темпами отбора нефти, составляющими в среднем около 0,3 % в год от начальных балансовых запасов нефти.