Битумная нефть

 При  этом нефть всегда находится  в контакте с высокотемпературной  паровой камерой, т.е. потери  тепла минимальны, что делает  этот способ разработки выгодным  с экономической точки зрения.

Таким образом, на границе паровой камеры пар  конденсируется и при передаче тепла  малоподвижной нефти, а прогретая  нефть вытесняется под действием  собственного веса и сконденсировавшимся  паром по направлению сверху вниз, то есть на производительность горизонтальной скважины действуют два фактора  – соответственно, гравитационный дренаж и вытеснение под давлением.

Эта технология как метод разработки залежей  тяжелых нефтей и битумов уже прошла пилотные испытания в нескольких пилотных проектах и в настоящее время уже осуществляется промышленная разработка нескольких месторождений (Атабаска Канада, Liao he Китай, Кристиана Лейк ,Файербаг) с использованием данного метода.

В Татарстане опытно-промышленные работы по отработке  и внедрению скважинных методов  добычи на месторождениях тяжелых нефтей проводятся на Мордово-Кармальском и Ашальчинском месторождениях. На этих месторождениях отрабатываются внутрипластовое горение, циклическая закачка пара, циклическая закачка воздуха, площадная и циклическая закачка парогаза. [12-14].

Опыт  внедрения различных методов  увеличения нефтеотдачи пластов показывает, что их эффективность в значительной степени зависит от правильного выбора воздействия, т.е. учета конкретный геолого-физических аспектов внедрения метода. В связи с этим большое значение приобретает знание основных факторов, определяющих область эффективного применения этой  технологии.

Задача  по определению степени влияния  основных геолого-физических параметров пласта на показатели разработки решалась за счет оптимизации размещения двух параллельных скважин относительно друг друга, изменения рабочих параметров скважин.

2.3  Мировой опыт разработки месторождений горизонтальными скважинами

Применение  горизонтального бурения при  эксплуатации нефтяных месторождений  – важнейшее технологическое  достижение нефтегазовой промышленности последнего десятилетия. С накопленным к настоящему времени опытом наиболее целесообразно применение горизонтальной проходки при ведении добычи из коллекторских толщ с высокой вертикальной трещиноватостью, из маломощных коллекторов, с целью интенсификации слабопроницаемых пластов и др. Технология горизонтального бурения эффективна и при решении ряда технических проблем, например, в случаях частых обводнений и прорывов газа. При горизонтальной проходке в призабойной зоне перепады давления существенно уменьшаются, что при соответствующем контроле дает возможность фактически полностью избегать засасывания воды и газа в пласт при его вскрытии. При традиционной эксплуатации пласта вертикальной скважиной нефть отбирается из значительно меньшего по объему участка, чем при горизонтальной проходке, что приводит к сравнительно более частому прорыву воды и газа в пласт. Одно из существенных преимуществ горизонтальной проходки – возможность обходиться значительно меньшим числом эксплуатационных скважин, что имеет немаловажное экологическое значение. В качестве примера можно привести месторождение Прадхо-Бей на Аляске, где одна горизонтальная скважина по объему добычи соответствует четырем вертикальным. До 1989 г. горизонтальные скважины, как правило, использовались только на нефтяных месторождениях, однако по причинам не технического, а экономического характера. Фактически эффективность их применения на газовых месторождениях даже выше, чем на нефтяных, и предполагается, что со временем они будут широко применяться на малорентабельных месторождениях газа, в частности на шельфе. Одним из примеров опыта использования горизонтальных скважин на газовых месторождениях может служить пробуренная и испытанная в 1989 г. компанией Коноко скважина Дьюнхантер на месторождении Норт Вальянт в южной части британского сектора Северного моря. Стоимость бурения горизонтальной скважины выше, чем традиционной вертикальной в Северном море на 35 %. Однако, приток газа во время испытаний нетрадиционной скважины был в 3 раза больше, и, когда скважина будет введена в промышленную эксплуатацию, уровень добычи, как ожидается, будет еще выше. В настоящее время большая часть горизонтальных скважин бурится в США. Однако в последние годы метод получил широкое распространение во многих регионах мира. Так, в Канаде горизонтальное бурение преимущественно применяется при добыче тяжелой нефти (в сочетании, с вертикальными нагнетательными скважинами). В Западной Европе они успешно используются для решения проблем, связанных с возникновением конусов обводнения (голландский сектор Северного моря), при проходке трещиноватых пород, при проведении добычи в низкопористых, интенсивно трещиноватых известняках (месторождение Роспо Маре, Италия), для интенсификации нефтеотдачи пласта на истощающихся месторождениях (Франция). В Западной Европе разработан способ добычи нефти из двух маломощных продуктивных пластов методом “ступени”, т. е. из скважины с двумя горизонтальными участками, где пласт-коллектор расположен на разной глубине. Метод горизонтального бурения успешно применяется в Дании. На месторождении Дан в течение 1998–1999 гг. было пробурено шесть горизонтальных скважин, еще три – в 2000 г., в результате чего в 2001 г. добыча нефти составила от 3,8 до 5,1 тыс. м3/сут. На месторождении намечается установить вторую стационарную платформу и пробурить с нее вторую серию из девяти горизонтальных скважин. Ведется подготовка к разработке месторождений Валдемар и Крака с использованием горизонтальных скважин. В случае положительных результатов испытаний на первой горизонтальной скважине каждого из них может быть установлена стационарная платформа, с которой будут пробурены шесть горизонтальных скважин. На Ближнем и Среднем Востоке горизонтальные скважины используются для увеличения коэффициента извлечения нефти из однородных слабопроницаемых коллекторов, на Дальнем Востоке и в Австралии – для разработки относительно маломощных нефтяных пластов в глинистых сланцах.

При проектировании горизонтальной скважины большое внимание уделяется подготовительному периоду: выбору места и глубины заложения, учету коллекторских свойств пласта, давлению и температуре, типу резервуара и химическим свойствам УВ-флюида. На основе этих данных выбирается конструкция скважины, включая темпы набора кривизны, метод заканчивания и режим эксплуатации. По мере накопления опыта стоимость горизонтальной проходки снижается. В настоящее время отношение прироста добычи в горизонтальной скважине относительно вертикальной к приросту стоимости проходки во многих случаях превышает единицу. В качестве примера можно привести расчет стоимости типичной горизонтальной скважины на месторождении Гиддингс (шт. Техас, США). На нем были перебурены 20 старых вертикальных скважин с применением горизонтальной проходки интервалов протяженностью 90–375 м. Общая стоимость такой скважины составляет 375 тыс. долл. Стоимость бурения горизонтального участка равна в среднем 330– 500 долл./м. Горизонтальный интервал протяженностью 200 м бурится 4–5 дней. Начальный уровень добычи обычно превышает 20 т/сут, в наиболее продуктивных скважинах – 70 т/сут и сохраняется в течение нескольких недель. Срок окупаемости затрат, включающих и лицензионный сбор в размере 1500 долл./мес, обычно составляет от 2 лет до 3–4 мес. Рекордно низкая удельная стоимость горизонтального бурения в 1989 г. в США была 201,75 долл./м. Экономическая целесообразность горизонтальных скважин особенно отчетливо проявляется в экологически сложных районах, а также на месторождениях, расположенных на территории заповедников, в черте городов, в стратегических районах и т. п. В районах многолетнемерзлых пород горизонтальная проходка позволяет значительно снизить площадь промыслового участка, что повышает рентабельность месторождения. Горизонтальная проходка дает возможность осваивать залежи на периферии структур, на их крыльях и в небольших по размеру приразломных блоках, что увеличивает объем извлекаемых запасов УВ на уже выработанных или считавшихся ранее нерентабельными месторождениях. Американской фирмой “Petrolphisics Ltd”  разработана новая технология многозабойного радиального бурения горизонтальных стволов в предварительно пробуренной вертикальной скважине. Этой фирмой предложен новый метод освоения старых истощенных месторождений с использованием ранее пробуренных вертикальных стволов, из которых бурятся радиальные горизонтальные ответвления. Этот метод уже применялся при бурении 500 горизонтальных стволов, общая протяженность которых превысила 8230 м.[15]

2.4 Разработка битумных месторождений горизонтальными скважинами, пробуренными в радиальных направлениях

Горизонтальные  скважины могут кратно увеличить  дебиты, а коэффициент извлечения битума может быть доведен до 60 %. Применение горизонтальных скважин  позволит вовлечь в разработку запасы, ранее отнесенные к неразрабатываемым по причине нахождения в водоохранной и санитарно-защитной зонах населенных пунктов. Важным этапом в реализации проекта по строительству горизонтальных скважин с радиальным расположением ствола является выбор их конструкции, техники и технологии ее реализации. Горизонтальные скважины имеют свои особенности по технологии воздействия на пласт и позволяют создавать связь, а также управлять фильтрационными потоками при разработке месторождений природного битума. Проведенная технико-экономическая оценка показывает, что наиболее оптимальным методом разработки месторождений природных битумов горизонтальными скважинами является система горизонтальных скважин, пробуренных в радиальных направлениях; при этом дебиты составят от 14 до 20 т/сут., что на порядок выше, чем дебиты вертикальных скважин; добыча битума возрастет в 3 и более раз; срок окупаемости составит от 2 до 3 лет, в то время как вертикальные скважины не окупаются и за 20 лет разработки. Ценность горизонтальных технологий заключается не столько в возможностях бурения и заканчивания скважин, сколько в интенсификации добычи битума и повышения дебита скважин как за счет увеличения площади дренирования, так и за счет повышения охвата вытеснением, а также управлении капитальными вложениями путем снижения затрат на вмешательство в работу скважины и уменьшения энергозатрат на прогрев прискважинной зоны.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Таким образом высоковязкие нефти, а, в частности природные битумы, необходимо рассматривать как комплексное сырьё. Они содержат в своем составе такие ценные гетероорганические соединения, как нафтеновые кислоты, сульфокислоты, простые и сложные эфиры, такие уникальные компоненты, как металлопорфирины (связаны с ванадилом и никелем), которые могут служить источником уникальных катализаторов, сенсибилизаторов, органических полупроводников. Они используются в медицине, в биотехнологиях, в химических технологиях, в микроэлектронике, поэтому спрос на них существует в тех странах, где эти технологии интенсивно развиваются. До сих пор уникальные нефти используются в качестве печного топлива, т. к. их на НПЗ не принимают, что ведет не только к потере ценных компонентов, но и наносит существенный экологический ущерб.

Развитие  направления разработки высоковязких нефтей и природных битумов должно включать в себя следующие работы:

– изучение накопленного отечественного и зарубежного  опыта по разработке месторождений  высоковязких нефтей (ВВН) и природных битумов (ПБ);

– анализ и  разработку рациональных методов добычи ВВН и ПБ и повышение нефтеотдачи для максимального извлечения всех полезных компонентов;

– создание технологий получения из ВВН И  ПБ товарной нефти на промысле, соответствующей  стандартам приемки в магистральный  трубопровод;

– разработка технологий и создание нефтеперерабатывающих  мощностей, рассчитанных на повышение  глубины переработки ВВН и  ПБ и степени извлечения попутных компонентов;

– решение  специфических экологических проблем, связанных с добычей, транспортировкой и переработкой ВВН и ПБ.

Несмотря  на то, что разработка высоковязких нефтей и природных битумов на сегодняшний день лидирующим направлением не является, рано или поздно она приобретет свое ведущее место.