РАЗРАБОТКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УДК 622.276.66
© Коллектив авторов, 2007
Особенности применения гидроразрыва пласта при разработке низкопроницаемых коллекторов Самотлорского месторождения Е.А. Горобец, М.А. Гапонов (ОАО «Самотлорнефтегаз»), А.П. Титов, С.Х. Абдульмянов (ОАО «ТНК-Нижневартовск»)
C С
реди наиболее серьезных проблем разработки Самотлорского месторождения - вовлечение в разработку трудноизвлекаемых запасов нефти, доля которых в общем балансе за последние 15 лет значительно выросла и составляет 75 % суммарных остаточных запасов. Одним из способов интенсификации разработки залежей с трудноизвлекаемыми запасами нефти, содержащихся в низкопроницаемом пласте АВ11-2, является гидроразрыв пласта (ГРП). Пласт АВ11-2 представляет собой частое, тонкослоистое, линзовидное переслаивание глинистых песчаников, алевролитов и глин. Средняя нефтенасыщенная толщина по скважинам изменяется от 4,8 до 24,9 м, в среднем составляет 15,6 м. Залежь пласта пластово-сводовая. Коэффициент расчлененности по пласту в среднем составляет 5,94. Разработка пласта АВ11-2 осложнена следующими факторами: - наличие газовой шапки в центральной части залежи (ограничение возможности проведения ГРП); - зональная и вертикальная неоднородность (вертикальная проницаемость близка к нулю, горизонтальная - не превышает 40⋅10-3 мкм2); - отсутствие достаточной, четко выраженной глинистой перемычки между рассматриваемым пластом и нижележащим пластом АВ11-3, обводненным в процессе разработки. Технология ГРП широко применяется при разработке низкопродуктивных объектов на многих месторождениях Западной Сибири. На Самотлорском месторождении внедрение гидравлического разрыва пласта началось в 1993 г. Как метод увеличения нефтеотдачи ГРП наибольшее распространение получил при разработке низкопродуктивного пласта АВ11-2. Самыми важными параметрами дизайна ГРП являются полудлина (особенно при работе с низкопроницаемыми пластами) и проводимость трещины. Существует много скважин, в которых потенциально продуктивная зона находится на несколько метров выше водоносного горизонта (АВ11-3). В таких скважинах нельзя провести ГРП с применением традиционных сшивателей. В результате невозможно оптимизировать добычу из скважины, что часто ведет к потере извлекаемых запасов. В 2005 г. на Самотлорском месторождении было проведено более 200 операций ГРП с использованием линейного геля для контроля роста высоты трещины. Применение линейных гелей позволяет получить требуемые параметры (длину и проводимость) трещины и одновременно увеличить добычу нефти и сократить риск попадания в водоносную зону. Линейный гель представляет собой воду, загущенную полимером без перекрестных связей, и имеет вязкость от 4 до 64 мПа⋅с (в зависимости от количества загружаемого полимера). Необходимую вязкость можно получить путем добавления органических или химически измененных полимеров.
54
03’2007
Features of application of hydrofracturing at development of low permeability reservoirs of Samotlorskoye deposit E.A. Gorobets, M.A. Gaponov (Samotlorneftegaz OAO), A.P. Titov, S.Kh. Abdulmyanov (TNK - Nizhnevartovsk OAO) Various technologies of hydrofracturing of AV11-2 layer of Samotlorskoye deposit are considered. It is shown, that positive reaction of a layer to hydrofracturing from the point of view of an oil recovery increase is result of the complex program of control of a crack height increase and application of relative permeability modifier AquaConTM.
На Самотлорском месторождении применяется комбинация линейного геля и сшитых жидкостей, если глинистая перемычка между пластами АВ11-2 и АВ11-3 составляет менее 6 м. Предварительный дизайн ГРП, полученный в результате построения модели в программе StimPlan™», прогнозирует рост трещины в водоносную зону в случае применения сшитых жидкостей. На рис. 1, 2 представлены диаграммы распространения трещины ГРП при различных технологиях. Красный цвет на рис. 1, б, 2, б соответствует концентрации проппанта в продуктивной зоне. Из рис. 1, а видно, что трещина ГРП распространилась в обводненную часть пласта. После проведения ГРП с использованием линейного геля трещина осталась в продуктивной части пласта. На Самотлорском месторождении насчитывается большое число скважин старого и нового фондов, в которых ГРП не проводился из-за близко расположенного водяного пласта. Для эффективной стимуляции данных скважин необходимо применять нетрадиционные технологии ГРП. Одна из них - технология AquaCon™. AquaCon™ представляет собой гидрофильный трехзвенный полимер со средней молекулярной массой на основе полиакриламида. Кроме того, он содержит сульфонатные остатки, повышающие устойчивость полимера к минеральным растворам, особенно содержащим дивалентные катионы. Указанное свойство в сочетании с уникальной химической структурой, позволяющей полимеру прикрепиться к породе, обеспечивает основу параметров полимера. AquaCon™ может добавляться к жидкостям гидроразрыва на водной или углеводородной основе для увеличения эффективной длины трещины и ее проводимости. Кроме того, этот полимер имеет хорошие смачивающие свойства, обеспечивает выборочное ограничение водопритока, снижает проницаемость пласта для воды. Концентрат полимера AquaCon™ можно легко транспортировать и разводить в воде, он сохраняет свои эффективные свойства при температурах приблизительно до 121 °С. Полимер AquaCon™ имеет широкий диапазон концентраций. При применении в пористой породе и проведении ГРП AquaCon™ может использоваться в концентрациях от 3 до 12 % в воде (предпочти-
НЕФТЯНОЕ ХОЗЯЙСТВО
РАЗРАБОТКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Рис. 1. Пример проведения ГРП с применением сшитых жидкостей в случае плохой при отсутствии глинистой перемычки или ниже пласта АВ11-2
Рис. 2. Пример проведения ГРП с использованием линейного геля в случае плохой или при отсутствии глинистой перемычки ниже пласта АВ11-2
тельно солевой раствор КСl) в зависимости от проницаемости пласта и цикла обработки. При проведении ГРП обычно используются более низкие концентрации, например 1-2 % и менее. Отсутствуют проблемы с трением при обработке материнской породы. Поскольку AquaCon™ уменьшает трение при проведении ГРП, он оказывает небольшое или нулевое влияние на фрикционные свойства жидкости, используемой для гидроразрыва пласта. В 2006 г. на Самотлорском месторождении было проведено более 30 операций ГРП с применением продукта AquaCon™ в качестве модификатора относительной проницаемости. При
проведении ГРП использовались низкие концентрации полимера (1-2 %) на стадии закачки сшитого или линейного геля. При применении продукта AquaCon™ необходимо учитывать индивидуальные особенности скважин и подбирать максимально эффективный дизайн проведения ГРП. Результаты гидроразрыва в пласте АВ11-2 Самотлорского месторождения в 2006 г. представлены в таблице.
Выводы 1. Широкое применение технологии ГРП позволило ввести в разработку трудноизвлекаемые запасы и увеличить коэффициент извлечения нефти. 2. На основе анализа применения различных техДебит нологий ГРП разработана методика подбора способа Обводненность, Технология ГРП интенсификации добычи в зависимости от геологожидкости, нефти, % 3 технических характеристик пласта. т/сут м /сут 3. Положительная реакция пласта на гидроразрыв с ГРП с применением сшитых или линейных гелей точки зрения объемов добычи является результатом 70 35 40 при «хорошей» глинистой перемычке комплексной программы контроля увеличения высоты ГРП с применением линейного геля при плохой трещины и применения модификатора относительной 88 10 85 (или отстутствии) глинистой пермычке проницаемости AquaCon™. Подобные методики будут применяться при проведении дальнейших работ на ГРП с применением линейных или сшитых гелей 110 40 55 ТМ Самотлорском месторождении. на основе технологии AquaCon
НЕФТЯНОЕ ХОЗЯЙСТВО
03’2007
55