Как российские ученые решают проблему добычи «трудной» нефти?

В России около 90% процентов нефти добывается с помощью закачивания воды в скважины для повышения пластового давления

Так как нефтяной пласт обычно неоднороден, вода идет по наиболее проницаемой породе, при этом менее проницаемая остается практически нетронутой. Сегодня обводненность продукции на наших месторождениях превышает 80% (в 100 тоннах добытой жидкости только 20 тонн – это нефть), а процент нефтеотдачи в среднем меньше 30%.

Увеличение нефтеотдачи на один процент по всей стране дало бы дополнительно 30 миллионов тонн нефти в год. Учитывая, что около 65% новых месторождений содержат трудноизвлекаемые запасы, задача повышения нефтеотдачи является стратегически значимой.

«Методов увеличения нефтеотдачи сейчас достаточно много, и они весьма разнообразны, – объясняет директор Института химии нефти Любовь Алтунина. – Наш институт занимается физико-химическими методами, с использованием реагентов. Например, если в пласт закачать специальный раствор, который под воздействием температуры образует гель, то он не даст воде пойти по «легкому пути», а перенаправит в ее в труднопроницаемый слой. Вода будет оттуда выталкивать нефть, и отдача скважины увеличится».

Специалисты института разработали научные принципы подбора гелей для разных условий: в зависимости от типа нефти, пород, температуры и так далее. Гель «ГАЛКА» на основе солей алюминия используется на месторождениях Западной Сибири с 1980-х годов, в Республике Коми с 2000-х его применяют «Лукойл» и «Роснефть». Исходный раствор выглядит, как вода, но, попадая в пласт, становится плотным объемным гелем, который совершенно не боится температуры (есть модификация для добычи высоковязкой нефти с применением пара, нагретого до 300–350 градусов).

«Тепловое воздействие эффективно, но дорого, поэтому мы предлагаем использовать не пар, а специальные реагенты, – продолжает Любовь Алтунина. – На основе «ГАЛКи» у нас разработаны золи – это производные от геля, но с более жидкой консистенцией и подвижные. Золь будет вытеснять вязкую нефть, повышая отдачу, причем при низких температурах, без паротеплового воздействия».

Именно золи в этом и следующем году будут проходить испытания в рамках федерального финансирования, как и другая технология – с использованием гелей «МЕТКА» на основе полимеров целлюлозы. В отличие от «ГАЛКи», этот гель похож не на воду, а на кисель, но тоже становится объемным и плотным в пласте. Его главное преимущество в том, что время гелеобразования можно регулировать: раствор дойдет до нужного пласта, проникнет в него, распределится, и только тогда образуется гель. Кроме того, «МЕТКА», хотя и действует при температуре только до 120 градусов, имеет более прочное сцепление с породой и дает эффект при меньшем объеме раствора. Дополнительно в рамках проекта разработают систему «гель в геле», совместив «ГАЛКу» и «МЕТКу».

Важно, что оба геля не токсичны для природы и человека: полимер, на основе которого делается «МЕТКА», добавляют даже в муссы и мороженое.

Третье направление проекта Института химии нефти – композиции для увеличения нефтеотдачи низкопроницаемых пластов и повышения коэффициента нефтевытеснения на основе поверхностно активных веществ (ПАВ).

«В низкопроницаемых пластах нефть необходимо «отмывать» от породы. Это как пятно на ткани, которое можно долго отстирывать просто горячей водой, а можно более эффективно – с моющим средством, где содержатся ПАВ», – проводит аналогию директор института.

Томские композиции с ПАВ уже прошли масштабные (в скважины было закачано свыше 40 тысяч тонн реагентов) испытания и по результатам рекомендованы для промышленного применения. После этого ученые разработали композицию «НИНКА» для месторождений, на которых используется пар: в 2003 году первые испытания показали увеличение добычи нефти на 40%. Затем была изобретена комплексная технология с использованием геля (перераспределение потоков воды) и «НИНКи» (вытеснение нефти), которая работает более чем на 40 скважинах. Новая задача ученых – ввести в композицию реагенты, которые ее загустят, чтобы новый состав и перераспределял воду, и вытеснял вязкую нефть. Есть также потребность сделать такой состав не только для месторождений «с паром», что должно существенно снизить цену технологии.

«После всех исследований и испытаний предстоит еще разработать компьютерные модели, методы физического и математического моделирования для использования новых технологий на месторождениях», – добавляет Любовь Алтунина.

Исследования томских ученых ведутся в рамках проекта «Разработка термотропных гелеобразующих и золеобразующих высоковязких композиций для повышения нефтеотдачи и технологии их применения совместно с термическими методами добычи нефти», рассчитанного на три года. Проект поддержан ФЦП «Исследования и разработка 2014–2020» по мероприятию 1.3 (заявка 2014-14-579-0004-007), на его реализацию будет направлено по 10 миллионов рублей в год, индустриальный партнер – сервисная фирма «ОСК» – планирует вложить более 80 миллионов рублей во внедрение разработанных технологий на месторождениях ООО «Лукойл-Коми».

Источник: «Наука и технологии России»