«Нефтепро-
мысловое дело»

Оценка эффективности теплового воздействия на верхнеюрскую нефтематеринскую породу

УДК: 622.276.1/.4:55+622.276.65
DOI: 10.33285/0207-2351-2023-8(656)-23-29

Авторы:

¹ ЛУКОЙЛ-Инжиниринг, Москва, Россия

Ключевые слова: нефтематеринская свита, верхнеюрские отложения, синтетическая нефть, термодеструкция керогена, кероген

Аннотация:

Верхнеюрская нефтематеринская свита Западной Сибири характеризуется высоким содержанием аквагенного органического вещества (ОВ), состоящего из углеводородов (УВ), гетероатомных соединений (ГАС) и керогена, которые в породе находятся в различных формах (газообразных, жидких и твердых) и состояниях (свободном и физически связанном). Добыча нефти, находящейся преимущественно в маломощных протяженных кремнистых и кремнисто-карбонатных коллекторах верхнеюрских отложений, в настоящий момент ведется при помощи вертикальных и горизонтальных скважин с многосекционным гидроразрывом пласта (МГРП). Разработка подходов к извлечению УВ из низкопроницаемой высокоуглеродистой части изучаемого разреза, в которой содержится колоссальный объем ресурсов, является актуальной задачей. В настоящее время существует множество вариаций тепловых методов, направленных на преобразование керогена верхнеюрских отложений, таких как термогазовое воздействие на пласт (в том числе с добавлением воды, растворителя/теплоносителя), нагрев породы с помощью электрического кабеля или электромагнитных волн и т. д. Главное и необходимое условие технологии – это тепловое воздействие, так как преобразование керогена в углеводороды происходит только при повышенной температуре и сопровождается изменением фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) нефтематеринских пород (НМП).

В данной статье представлены подходы к оценке эффективности технологии теплового воздействия на высокоуглеродистую низкопроницаемую породу, выполненные на основе определения количества вышедшей нефти (например, в литрах) из 1 м³ породы и предполагаемого объема прогрева пород. Для расчетов использовались следующие параметры пласта и результаты проведенных лабораторных экспериментов: плотность породы, содержание органического углерода (ТОС), в том числе пиролизуемого (PC) и непиролизуемого (RC), конверсия керогена, соотношение газообразных и жидких УВ в составе продуктов реакции, образованных после термолиза керогена, а также принятые условные параметры (коэффициент охвата, радиус воздействия, толщина (высота) зоны воздействия).

На основании ранее проведенных исследований на керне месторождений Западной Сибири определен диапазон выхода нефти из 1 м³ высокоуглеродистой породы, по которому можно оценочно рассчитать эффективность термического воздействия на пласт, используя нижние и верхние значения. Ввиду того, что разработка верхнеюрских отложений в настоящее время ведется преимущественно горизонтальными скважинами, расчеты дополнительной добычи нефти при тепловом воздействии на нефтематеринские породы и анализ чувствительности влияния разных параметров проведены с учетом такой конструкции скважины.

Список литературы:

1. Исследование процесса термического воздействия на образцы пород баженовской свиты / В.И. Кокорев, С.А. Власов, Н.Г. Судобин, А.М. Полищук // Нефтепромысловое дело. – 2010. – № 3. – С. 12–19.

2. Боксерман А.А., Кутляров В.С. Об определении длины зоны генерации тепла при сверхвлажном горении // НТС ВНИИ. – 1972. – № 44. – С. 62–70.

3. Внутрипластовое горение с заводнением при разработке нефтяных месторождений / А.А. Боксерман [и др.] // Тр. ВНИИ. – 1974. – Вып. LVIII. – С. 56

4. Грайфер В.И., Боксерман А.А. Термогазовая нанотехнология воздействия на низкопроницаемые нефтяные пласты баженовской свиты: Наноявления при разработке месторождений углеводородного сырья: от наноминералогии и нанохимии к нанотехнологиям: матер. к конф., Москва, 18–19 ноября 2008 г.

5. Кокорев В.И. Технико-технологические основы инновационных методов разработки месторождений с трудно извлекаемыми нетрадиционными запасами нефти: дис. … д-ра техн. наук: 25.00.17. – М., 2010.

6. Метт Д.А., Николаева Т.Н. Подход к гидродинамическому моделированию процесса преобразования под действием углеводородных растворителей и температуры органического вещества верхнеюрской формации Западной Сибири (с опорой на результаты лабораторных экспериментов на керне). Часть 1. Формирование необходимых данных для моделирования // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2022. – № 6(366). – С. 35–40. – DOI: 10.33285/2413-5011-2022-6(366)-35-40

7. Новый отечественный способ разработки месторождений баженовской свиты / В.Ю. Алекперов, В.И. Грайфер, Н.М. Николаев [и др.] // Нефт. хоз-во. – 2013. – № 12. – С. 100–105.

8. Немова В.Д., Панченко И.В. Локализация приточных интервалов баженовской свиты и их емкостное пространство на средне-назымском месторождении // Нефтегазовая геология. Теория и практика. – 2017. – № 1.

9. Николаева Т.Н., Метт Д.А. Подход к гидродинамическому моделированию процесса преобразования под действием углеводородных растворителей и температуры органического вещества верхнеюрской формации Западной Сибири (с опорой на результаты лабораторных экспериментов на керне). Часть 2. Создание гидродинамической модели // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2022. – № 8(368). – С. 24–29. – DOI: 10.33285/2413-5011-2022-8(368)-24-29

10. Николаева Т.Н., Немова В.Д., Метт Д.А. Выбор флюида для циклической закачки с использованием скважинного нагревателя в верхнеюрские отложения для увеличения нефтеотдачи // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. – 2022. – № 6(132). – С. 63–68. – DOI: 10.33285/1999-6934-2022-6(132)-63-68

11. Mozafari M., Nasri Z. Operational Conditions Effects on Iranian Heavy Oil Upgrading Using Microwave Irradiation // J. Pet. Sci. Eng. – 2017. – Vol. 151. – P. 40–48. – DOI: 10.1016/J.PETROL.2017.01.028

12. Taheri-Shakib J., Shekarifard A., Naderi H. Heavy Crude Oil Upgrading Using Nanoparticles by Applying Electromagnetic Technique // Fuel. 2018. – Vol. 232. – P. 704–711. – DOI: 10.1016/J.FUEL.2018.06.023

13. Application of Carbon Nanocatalysts in Upgrading Heavy Crude Oil Assisted with Microwave Heating / K. Li, B. Hou, L. Wang, Y. Cui // Nano Lett. – 2014. – Vol. 14. – P. 3002–3008. – DOI: 10.1021/NL500484D/SUPPL_FILE/NL500484D_SI_001.PDF

14. Mishra R.R., Sharma A.K. Microwave–Material Interaction Phenomena: Heating Mechanisms, Challenges and Opportunities in Material Processing // Composites Part A. Applied Science and Manufacturing. – 2016. – Vol. 81. – P. 78–97. – DOI: 10.1016/j.compositesa.2015.10.035