Обоснование метода термобарического воздействия на залежи высоковязкой нефти скважинами с дуальной системой стволов

В результате работы над проектом получены следующие результаты: Аналитический обзор современных методов и технологий системного воздействия на залежи высоковязкой нефти, в том числе, комбинированных технологий теплового воздействия, методов интенсивного термобарического воздействия на пласт и забойных генераторных устройств свидетельствует о том, что воздействие теплом непосредственно в пласте способствует более рациональному использованию тепловой энергии для интенсификации добычи нефти, сопровождается значительным сокращением энерго- и ресурсозатрат, не имеет ограничений по глубине. Импульсные технологии газодинамического воздействия на нефтяной пласт с использованием высокоэнергетических высокотемпературных забойных источников – генераторов на твёрдом, пороховом, жидком топливе позволяют управлять импульсом давления и геометрией трещин, увеличивать радиус зоны воздействия до нескольких десятков метров. С учётом достижений в области строительства и эксплуатации многоствольных скважин выявлена возможность комбинирования добычи с управляемым периодическим термобарическим воздействием на участок залежи высоковязкой и сверхвязкой нефти на основе сложной геометрии, функционала и взаимного расположения стволов. Конструкция скважины с дуальной системой стволов обеспечивает периодическое термобарическое воздействие на пласт и добычу нефти за пределами зоны ожидаемого повреждения породы. Это достигается посредством размещения высокоэнергетического высокотемпературного источника на забое основного вертикального ствола, сообщающегося с продуктивным пластом, и добычи нефти посредством малогабаритного глубинно-насосного оборудования, размещённого в боковом стволе, забой которого при необходимости может быть оборудован противопесочным фильтром. Расчёты с использованием аналитической модели стационарного радиального притока нелинейно вязко- пластичной нефти к центральной точке отбора, учитывающие влияние температуры на вязкость и реологическую характеристику пластовой нефти, подтвердили, что оптимальным можно считать повышение температуры в точке отбора продукции до +50 0С, а по некоторым объектам – до +60 0С. Дебиты, рассчитанные при оптимальных значениях температуры в точке отбора продукции через боковой ствол, существенно больше дебитов, которые достигаются при пластовой температуре в условиях одинаковых депрессий. Импульсные технологии газодинамического воздействия на пласт позволяют создать в призабойном участке вертикального прогревающего ствола проточную трещину с протяжённостью, достаточной для последующего охвата глубоким тепловым воздействием призабойного участка бокового ствола и отбора нефти за пределами зоны, в пределах которой порода повреждена высокотемпературным воздействием газогенерирующего источника. Расчётами, входящими в авторскую методику и основанными на модифицированном способе Ловерье, показано, что повышение температуры пласта Б2 исследуемых месторождений в результате газодинамического воздействия прогнозируется на расстоянии от 4 до 13,6 м от забоя вертикального ствола. Остаточная длина искусственной трещины, образующейся при подрыве и горении пороховых зарядов, согласно расчётам по KGD-подобной геомеханической модели при тех же условиях составляет 24,9 м. Однако газодинамический разрыв породы, выполняющий основное условие по образованию дополнительной сетки трещин, недостаточен для существенного прогрева пласта в целом. Для достижения требуемой температуры на заданном удалении от вертикального (прогревающего) ствола скважины или варьирования глубины прогрева целесообразно применять подземные парогазогенераторы на монотопливе. Оптимальный радиус прогрева пласта от термобарического воздействия с учётом вариации проницаемости и трещинообразования по технологии ГДРП определён с использованием численной модели процесса формирования теплового фронта, заложенной в гидродинамическом симуляторе Eclipse 100 компании Schlumberger. Распределение теплового поля вблизи вертикального ствола получено на примере объекта исследования с обобщёнными свойствами пласта Б2 в предположении, что потенциальным источником теплового воздействия является подземный парогазогенератор на монотопливе, размещённый на забое вертикального ствола. При оптимальной температуре прогрева пласта, равной +50 0С, проектное расстояние между забоями вертикального и бокового стволов должно находиться в пределах от 90 до 100 м, при этом эффект естественной анизотропии терригенного пласта Б2 по проницаемости практически не влияет на результат моделирования. Разработанный метод интенсивного термобарического воздействия на залежи высоковязкой нефти основан на строительстве и обустройстве скважины с дуальной системой стволов, проведении периодического газодинамического воздействия на продуктивный пласт в вертикальном (материнском) стволе скважины, периодическом тепловом воздействии на пласт подземным парогазогенератором, размещённым на забое вертикального ствола скважины с непрерывным отбором разогретой продукции из бокового ствола. Оптимальные параметры воздействия, взаимного расположения стволов и критерии выбора пилотного участка рекомендуется определять по авторской методике на основе комплекса экспериментальных исследований, аналитического и трёхмерного гидродинамического моделирования. Технологическая эффективность реализации предложенного метода по сравнению с традиционной двуствольной скважиной заключается в интенсификации добычи высоковязкой нефти и увеличении коэффициента продуктивности, а также дополнительной добычи нефти. Для расчёта потенциального дебита скважины определяется оптимальный температурный режим для каждого из исследуемых объектов. Терригенный пласт Б2 трёх месторождений Самарской области: Стреловского, Аксёновского и Волгановского может рассматриваться в качестве актуального объекта периодического термобарического воздействия, реализуемого посредством скважин с дуальной системой стволов. Для скважин пласта Б2 Стреловского месторождения, выбранного в качестве примера, дебит нефти при неизменной депрессии и при достижении оптимальной температуры увеличится с 23 до 52 м3/сут, а дополнительная добыча за последующие прогнозные 3 года составит 10,5, 6,2 и 1,9 тыс. тонн соответственно. Ключевые показатели эффективности мероприятия по строительству бокового ствола скважины и осуществлению периодического прогрева пласта Б2 Стреловского месторождения свидетельствуют о том, что данное мероприятие потенциально является экономически эффективным. Согласно проведённой оценке, вложенные инвестиционные расходы на осуществление мероприятия в размере 68,350 млн. руб. окупаются в течение 1 года. Чистая приведённая стоимость проекта составляет 73,761 млн. руб