Для внедрения новых методов повышения нефтеотдачи пластов (МПНП) в широких промышленных масштабах необходимо провести их опытно-промысловые испытания в различных условиях.

В связи с этим к промысловым испытаниям методов предъявляются особые требования, начиная от выбора опытных участков и кончая достоверностью получаемых результатов.

Геолого-физические и технологические параметры объекта промыслового эксперимента должны быть наиболее характерными для месторождений района или страны, где возможно расширение применения методов, и благоприятными для эффективного использования выбранного метода (на основании тщательных лабораторных исследований на реальных кернах и жидкостях в условиях близких к пластовым).

Для получения достоверных результатов эксперимента об эффективности метода необходимо предварительное детальное изучение объекта, определение особенностей его (объекта) строения, насыщенности, обоснования и соблюдения технологии процесса, правильное установление границ опытного участка и осторожная оценка результатов на стадии близкой к завершению эксперимента.

Уверенная оценка эффективности метода в общем случае может быть сделана лишь по истечении длительного срока и проведения широких испытаний. Однако путем двухстадийного опробования метода можно сократить время его подготовки к внедрению и уменьшить степень риска получения отрицательных результатов. На первой стадии осуществления эксперимента работы целесообразно начинать с ограниченного элемента пласта при минимально допустимых расстояниях между нагнетательными и эксплуатационными скважинами. Это может значительно ускорить получение предварительных результатов; на второй стадии проводится расширение опытных участков и отработка технологии в условиях близких к реальным системам воздействия и плотностей сеток скважин, что позволяет получить более уверенную информацию об эффективности процесса.

Чтобы снизить степень риска при промышленном применении методов, расширять масштабы их внедрения целесообразно только после получения положительных результатов на маломасштабных участках.

При проведении большинства промышленных экспериментов на отечественных месторождениях в настоящее время вышеизложенные требования к опытным работам соблюдаются не полностью. Несмотря на значительные масштабы и продолжительность применения заводнения с ПАВ и внутрипластового горения, использование, причем в различных геолого-физических и технологических условиях, полимерных растворов, а также других методов, степень уверенности в оценке их эффективности для реальных месторождении остается недостаточной.

Анализ геолого-физической области промышленных испытаний методов, применяемых в настоящее время, позволяет скорее определить направления, по которым они должны быть продолжены и расширены, чем установить предельные условия наиболее эффективного и надежного их использования.

Вследствие этого геолого-физические критерии эффективного применения МПНП устанавливаются на основе не только фактических данных их опытно-промышленного испытания, но и результатов теоретических исследований, а также вытекающих из них предположений (Геолого-физические условия эффективности применения методов увеличения нефтеотдачи пластов / М.Л. Сургучев, А.Т. Горбунов. С.А. Жданов, Г.С. Малютина. - Нефтяное хозяйство. 1979. № 4. с. 29-34.). Вместе с тем наиболее полную и достоверную информацию об эффективности и области применения того или иного метода можно получить только при широких опытно-промышленных их испытаниях в разнообразных геолого-физических условиях.

На рис. 1 и рис. 2 приводятся диапазоны условий, в которых в настоящее время осуществляется испытание МПНП.

На рис. 2 показана характеристика фактической области промышленного испытания МПНП по основным геолого-физическим параметрам сравнительно с той областью этих параметров, когда по современным представлениям можно ожидать большего эффекта от применения этих методов.

Наиболее испытан относительно других МПНП по широте диапазона геолого-физических условий и достоверности полученных результатов метод вытеснения нефти паром.

Паротепловое воздействие осуществляется в интервале пластовой вязкости нефти от 6 (Бориславское месторождение) до 1500 мПа•с (Ярегское), средней проницаемости коллектора от 0.02 до 4 мкм², нефтенасыщенной толщины 4- 36 м. Два эксперимента проводились в карбонатных коллекторах (месторождения Зыбза, Глубокий Яр и Сель-Рохо). Из-за малой эффективности полученных результатов испытания на этих месторождениях закончены, однако в первом случае причины неудачи могут объясняться высокой обводненностью пласта после применения парообработок, во втором - отклонениями от проектной технологии. Таким образом, однозначного вывода о влиянии типа коллектора на эффективность метода по имеющимся данным сделать нельзя.

Максимальная глубина залегания продуктивных пластов на объектах применения паротеплового воздействия не превышает 1000 м, что обусловлено, с одной стороны, приуроченностью вязких нефтей к малым глубинам залегания, с другой - пределом допустимых теплопотерь по стволу скважины.

Область испытания внутрипластового горения несколько уже, чем паровытеснения, - это только терригенные необводненные пласты проницаемостью до 1,5 мкм², содержащие пластовую нефть вязкостью не более 900 мПа•с (см. рис. 2).

Система размещения скважин на опытных участках, разрабатываемых с применением горения, в основном очаговая при плотности сеток скважин по большинству объектов (1-5) -10⁴ м²/скв и только в двух случаях менее 10⁴ м²/скв. Паровытеснение осуществлялось при рядной, площадной и очаговой системах разработки с плотностью сеток на всех участках до 5*10⁴ м²/скв, а на месторождении Бостон (неудачный эксперимент) - 6,2*10⁴ м²/скв (см. рис. 1).

Несмотря на явную приоритетность применения тепловых методов в случае высоковязких нефтей и хорошо проницаемых коллекторов” третья часть опытно-промышленных испытаний тепловых методов проводится в коллекторах с проницаемостью до 0,5 мкм², насыщенных нефтью с вязкостью до 50 мПа•с.

Необходимо указать следующие основные задачи дальнейших испытаний тепловых методов разработки нефтяных залежей:

• выяснить эффективность применения их в карбонатных коллекторах, содержащих высоковязкую нефть (учитывая наличие в балансовых запасах значительной доли объектов с подобной характеристикой);
• увеличить число экспериментов в песчаных коллекторах, содержащих нефть вязкостью более 100 мПа•с (т. е. там, где тепловые методы характеризуются неоспоримой приоритетностью по сравнению с другими МПНП и будут внедряться в первую очередь, что требует более тщательного их изучения именно в этой области);
• испытать методы в обводненных пластах, распространенность которых в настоящее время велика и будет еще больше;
• создать эффективные технические средства эксплуатации скважин в условиях высоких температур и пескопроявлений, а также технические средства, позволяющие применять тепловые методы в глубокозалегающих пластах (более 1000-1500 м).

Химические методы повышения нефтеотдачи пластов испытываются в основном в песчаных коллекторах с проницаемостью до 0,5 мкм² (исключение составляет Трехозерное месторождение - 1,6 мкм²), содержащих нефть вязкостью до 40 мПа•с. Почти все эксперименты осуществляются в пластах, в той или иной степени заводнявшихся, в них сосредоточено 70% запасов, охваченных воздействием этих методов (см. рис. 1).

Один эксперимент по полимерному заводнению (Орлянское месторождение) и три по заводнению с ПАВ были начаты на опытных участках, в пределы которых не вторгались законтурные воды и не осуществлялась закачка воды до начала создания оторочки реагентов. Реагирующие эксплуатационные скважины на опытных участках других месторождений до начала эксперимента давали обводненную продукцию - обводненность по объектам варьировала от 5 до 65%. На трех месторождениях (Орлянском, Сосновском и Мишкинском) промышленные испытания полимерного заводнения проводятся в карбонатных коллекторах.

Наиболее разнообразными условиями в отношении как глубины залегания (500-4350 м), так и температуры пластов (14-95°С) характеризуются опытные работы при заводнении с использованием ПАВ (верхние пределы относятся к месторождению Сангачалы-море) и щелочей (до 2500 м и 80 С - Трехозерное месторождение).

По другим химическим методам глубины и температуры объектов испытания составляют не более 2000 м и 40 °С (см. рис. 2).

Метод заводнения с оторочками растворов щелочи изучается на незначительном числе объектов и в весьма узком диапазоне вязкости нефти (до 40 мПа•с).

Значительно расширяется геолого-физическая область эффективного применения щелочного заводнения при использовании модификаций метода - щелочно-силикатного, с контролем подвижности и др., которые в настоящее время в промышленных условиях не испытываются.

Системы расположения скважин на опытных участках, разрабатываемых с применением химических методов, весьма разнообразны - площадные, рядные, очаговые. Плотность сеток скважин изменяется от 5*10⁴ до 30*10⁴ м²/скв и выше (см. рис. 1).

Обращает на себя внимание ряд моментов, которые необходимо учесть при последующем выборе опытных участков для испытания химических методов.

1. Необходимость проведения промысловых экспериментов по заводнению с ПАВ в карбонатных коллекторах, где, как показывают результаты лабораторных экспериментов, применение метода может быть эффективнее, чем обычное заводнение.
2. Расширить испытания методов на незаводненных пластах с целью доказательства их эффективности вне зависимости от осложняющего обстоятельства (обводненности) и от влияния соседних нагнетательных скважин, используемых под обычное заводнение.
3. Оценить эффективность применения и испытать сочетание различных химических методов.
4. Изучить влияние систем разработки и плотности сеток скважин на эффективность методов.

Число опытных участков, на которых исследуется метод вытеснения нефти углеводородным газом, не превышает 10, соответственно и диапазон испытанных геолого-физических параметров очень узок - вязкость нефти от 0,45 до 2,7 мПа•с, проницаемость песчаного коллектора до 0,3 мкм² (см. рис. 2). Предшествующая внедрению метода разработка на двух месторождениях (Миннибаевской площади Ромашкинского и Ключевском) осуществлялась при обычном заводнении, на остальных - на режиме истощения.

Система размещения скважин на объектах применения - рядная, площадная, очаговая. Плотность сеток скважин изменяется от 15*10⁴ до 30*10⁴ м²/скв и более (см. рис. 1).

Продолжение опытно-промышленных испытаний метода должно проводиться с целью отработки технологии и создания модификаций процесса на объектах с характеристикой аналогичной изученной, а также, возможно, для вязкостей более 3 мПа•с.

Промышленные испытания наиболее эффективных методов увеличения нефтеотдачи пластов - заводнения с мицеллярными растворами и нефтевытеснения углекислотой - необходимо начать в первую очередь на типичных объектах с большими запасами нефти, находящихся в стадии существенного заводнения.

1. Геолого-физическая область проводимых промышленных испытаний методов увеличения нефтеотдачи в целом значительно уже, чем обоснованная и целесообразная.

2. Сопоставление фактической геолого-физической области испытания МПНП с теоретической показывает необходимость распространения и увеличения числа промышленных экспериментов для тепловых методов - в карбонатных коллекторах, в заводненных пластах и на месторождениях, содержащих нефть вязкостью более 100 мПа•с; для физико-химических методов -в карбонатных пластах, на незаводненных новых запасах и в коллекторах различной степени неоднородности; для газовых методов - в карбонатных коллекторах, на заводненных пластах и при вязкости нефти более 3 мПа•с.

Объекты: 1-испытания продолжаются, 2 - испытания прекращены

Область применения: 1 - фактическая, 2 - теоретическая