Авторизация
Логин:
Пароль:
Регистрация
Восстановление пароля
   



Новые книги

Сланцевая Америка. Энергетическая политика США и освоение нетрадиционных нефтегазовых ресурсов
В книге описаны и проанализированы перемены, происходящие в энергетике США в результате того, что получило название «сланцевой революции», дана оценка их воздействия на глобальные рынки.

Автор:  Николай Иванов

другие книги




Вторая жизнь месторождений. Геологи все чаще говорят о возможности восстановления запасов разработанных залежей

14.04.2011

Источник: журнал "Разведка и добыча", № 1 (2011). Публикуется в сокращении

Дискуссии о том, что запасы нефтегазовых месторождений являются восполняемыми, ведутся достаточно давно. Однако в большинстве своем эксперты утверждают, что процесс их восстановления после интенсивной разработки занимает сотни лет. Впрочем, есть и специалисты, придерживающиеся иной точки зрения. По их мнению, в некоторых исключительных случаях запасы месторождений могут возобновляться значительно быстрее – буквально в течение нескольких месяцев.

Конденсат наступает

Наиболее полно процесс возобновления запасов разработанного месторождения был изучен и охарактеризован на Алексеевском месторождении в Волгоградской области, в западной левобережной части Прикаспийской впадины.

Рис. 1 Алексеевское месторождение 

 

Источник: RusEnergy

Месторождение было выявлено в1988 году сейморазведкой 2Д. Бурение на месторождении вело ПО «Волгограднефтегеофизика». Первую скважину пробурили в 1991 году, затем – ещё три, после чего месторождение поставили на государственный баланс России как нефтяное. Начальное пластовое давление на месторождении (до разработки) составляло 48,43 – 49,95 МПа. Когда началось бурение, плановые проверки давления в забое дали странные результаты: давление падало гораздо медленнее, чем обычно. 

Но поводы к удивлению на этом не были исчерпаны. В 2008 году, когда нефть на месторождении была уже в достаточной мере выработана и среднее пластовое  давление снизилось до 19 МПа, нефтяники приступили к очистке забоя скважины. При этом давление неожиданно резко возросло до 58 МПа, и начался приток газоконденсата. 

Скрытые резервы

Как говорит один из участников изучения этого месторождения, начальник отдела подсчета запасов компании «Лукойл Оверсиз Сервис» Виталий Бочкарев, появление конденсата в Алексеевском нефтяном месторождении объясняется тем, что его разработка «разбудила» энергию нижнего пласта, представляющего зону генерации углеводородов в условиях аномально высокого пластового давления (АВПД). В связи с этим подток углеводородов сопровождается ростом пластового давления в залежах, а не падением, как обычно происходит при разработке. 

Рис. 2. Динамика давления на Алексеевском месторождении  

 
Источник: Бочкарёв В.А. Моделирование 
нефтегазоносных объектов, 2010

Конденсат как бы подпирает нефтяной коллектор. После проведения ряда геохимических исследований было установлено, что добываемая нефть представляет собой смесь флюидов: как залегающих в верхних пластах, так и сосредоточенных в ниже расположенных слоях, поступающих как бы из корней (погруженных частей разреза) месторождения. Так называемая корневая (генерационная) система месторождения находится на глубине около 6,000 м (если речь идёт о Прикаспийской впадине). 

Нефтяные залежи, сформировавшиеся на первом этапе, пополняются, а затем полностью замещаются продуктами последующих этапов генерации – газоконденсатных. Как считает исследователь, главное - связать уже пробуренную скважину с глубинной «корневой системой», и тогда огромные запасы газоконденсата начнут поступать в верхние пласты. На смену нефти в ловушку поступает газоконденсат. В результате меняется тип залежи – из нефтяной она становится газоконденсатной. 

Когда это произошло на Алексеевском месторождении, учеными было зафиксировано, что поднимающийся конденсат относится к более ранним периодам формирования углеводородов (УВ), чем первоначально разведанные запасы. Месторождение из нефтяного постепенно превращается в газоконденсатное. 

Газ из-под пробки

Те же процессы наблюдаются и на соседних объектах. На сопредельном выработанном по нефти Малышевском месторождении из бобриковской залежи в настоящее время ведется добыча газоконденсата. На Северо-Алексеевском месторождении процесс смены нефтяной залежи на газоконденсатную в продуктивных пластах произошел вообще без вмешательства человека. 

На Степном месторождении газоконденсатные растворы первоначально вытеснили нефть из ловушек в нижней части девонских отложений. Затем газоконденсат начал поступать в пределы нефтяной залежи воробьевского возраста. В результате к нефти первого этапа генерации добавилась нефть, а затем и газоконденсат второго этапа, который в результате смешения и растворения обеспечил рост значений давления насыщения нефти газом и газового фактора.

В подтверждение концепции можно привести ряд других примеров: в частности, открытое в 1974 году месторождение Восточно-Умётовское в северной части Волгоградской области. Там с 1973 года велось бурение, месторождение выработали, скважину закрыли, установили цементную пробку. Спустя 10 лет местные жители заметили, что из-под цемента сочится нефть. Скважину вновь открыли, и оттуда пошли притоки газового конденсата. 

Ожившая скважина

Еще один пример - месторождение Кудиновское, также в Волгоградской области. В августе 2009 г. факел на скважине №320 полыхал около недели. Но мало кто обратил тогда внимание, что скважина была уже давно выработана, практически списана с баланса. Пожар возник при попытке осуществить в районе нахождения скважины сварочные работы. Это означает, что внизу находились скопления конденсата, и после того, как скважину потревожили, газ пошел вверх.

Сходные события происходили на месторождениях Зых и Говсаны в Азербайджане в юго-восточной части Абшеронского полуострова к востоку от Баку. Оба месторождения расположены над Майкопской толщей. На территории месторожения Зых находятся два грязевых вулкана. 

За долгие годы разработки (первый фонтан нефти здесь забил в 1935 г.) производство нефти значительно снизилась, однако до сих пор добывается большой объем газового конденсата, и давление внутри скважин не падает. Запасы месторождения уже дважды пытались пересчитать. Но точных цифр пока не получено. По всей видимости, процесс генерации газового конденсата стимулируется расположенными поблизости грязевыми вулканами.

Подобные объекты есть и в море, к их числу относятся, например, такие известные месторождения, как Шах-Дениз и блок Азери-Чираг на Азербайджанском шельфе Каспийского моря.

Рис. 3. Подток газового конденсата из нижележащих слоев 

 

Начальное состояние (1.1) и переформирование (1.2) нефтяной залежи в газоконденсатную в горизонтах Алексеевского месторождения в процессе разработки: 1.1 — равновесное состояние в системе нефть-газ (до разработки); смещение равновесия в системе засчет отбора нефти; ГЗГ- главная зона газообразования; УВГ — углеводородные газы; АВПД — аномально высокое пластовое давление.

Кому как повезет

Примеры, описанные выше, к сожалению, нельзя назвать широко распространенными. Все же значительное число месторождений относится к категории невосполняемых или медленно восполняемых. Так происходит, если нефтяные скопления длительное время находились вне путей миграции УВ, а вблизи месторождений не наблюдалось ни одного источника генерации. 

В качестве примера невосполняемых месторождений ученые приводят Венесуэльские месторождения в поясе реки Ориноко. Ещё одним примером могут служить нефтяные залежи Хвалынского месторождения (Средний Каспий). Промышленная значимость данных залежей остается под вопросом. 

Все месторождения, утверждает Бочкарев, можно условно разделить на быстро-, средне-, медленно- и невосполняемые. На быстро восполняемых конденсат замещает добычу нефти уже в течение нескольких месяцев, на средне восполняемых — в течение около 10 лет. На медленно восполняемых – в течение примерно 50 лет (по предварительным подсчетам). 

Что касается быстро восполняемых месторождений, то необходимая статистика уже накоплена. «С медленно восполняемыми месторождениями сложнее, здесь нужны еще достаточно длительные наблюдения», - говорит Бочкарев. 

Два этапа генерации

Согласно концепции, разработанной Виталием Бочкаревым и его коллегой Сергеем Остроуховым (большой вклад в формирование концепции внесли также академик Анатолий Дмитриевский, ученые азербайджанской школы и другие геологи), процесс генерации углеводородов является двухэтапным. На первом этапе происходила генерация нефти. В мировой практике принято считать, что на этом процесс и завершается. Нефть и газ находятся в месторождении под большим давлением. Месторождение обнаруживают, начинается бурение. 

Давление в пласте постепенно падает, после чего нефтяники начинают процесс поддержания пластового давления (заводнение), чтобы поднять оставшуюся на глубине нефть на поверхность— так выглядит привычный механизм разработки и добычи нефти. Однако Бочкарев утверждает, что существует еще и второй этап генерации. На этом этапе в пластах происходит накопление в основном газового конденсата.

Способность месторождения к восполнению углеводородов зависит от близости месторождения к источнику генерации (нефтегазоматеринским породам) и наличием путей миграции УВ (разломы, грязевые вулканы и др). Под понятием «миграция» эксперт понимает движение конденсата, залегающего в нижних слоях, в верхние пласты, что со временем превращает нефтяную залежь в газоконденсатную.

Первые публикации о способности месторождений к восполнению запасов вышли в свет в 2007 г. Сейчас ведутся работы над составлением развернутой таблицы показателей восполняемости месторождений, которая вместит весь мировой опыт. Пока составлена краткая таблица.

Рис. 4. Типизация месторождений с восполняемыми и невозобновляемыми ресурсами углеводородов

Тип месторождения

Примеры

месторождений

С невозобновляемыми запасами

Асфальты островов Тринидат и Тобаго, Азербайджана

Хвалынское (кимеридж), нефтяной пояс Ориноко

Западно-Ракушечное

С восполняемыми запасами

Им. Ю.Корчагина,

им. В.Филановского,

Сарматское

Алексеевское, Малышевское и другие месторождения Волгоградской области

Глинистые сланцы юга США, Предкавказья, грязевые вулканы Азербайджана и т.д.


Источник: В.А. Бочкарёв, Моделирование нефтегазоносных объектов, 2010.

Таинство генерации

Что же происходит на втором этапе генерации? По словам Бочкарева, в месторождении флюиды - нефть, газ, конденсат, вода - поднимаются ближе к поверхности, заполняя пустоты в пластах (ловушки), что и останавливает процесс генерации. С началом буровых работ на месторождении гидродинамика нарушается. Конденсат, сгенерированный в нижележащих слоях, из-за разницы давлений начинает поступать в разрабатываемые пласты. И через определенное время месторождение из нефтяного переходит в разряд газоконденсатных.

На примере Прикаспийской впадины, где нефтяные залежи до разработки месторождений находились в условиях относительного равновесия, активные отборы нефти из девонских и каменноугольных отложений (отобрано свыше 200 млн т нефти, главным образом в пределах правобережной части) сдвинули гидродинамическое равновесие. 

В результате на отдельных участках началось проникновение струйных потоков газа в отложения карбонатного девона и в каменноугольные отложения. Например, в скв.147 на Речном месторождении (акватория реки Волга) в нефтяной залежи задонско-елецкого горизонта в жидкой углеводородной фазе доля конденсата составляет уже около 70%. 

Дары природы

Практическое применение теории двухфазной генерации не требует дополнительных затрат. Для добычи «внепланового» конденсата нужно только более часто и тщательно очищать призабойную зону, так как газ идет, как правило, с больших глубин под высоким давлением и потому несет с собой большое количество частиц. Сейчас при добыче это не практикуется и дебиты из-за засоренности скважины начинают падать.

Помимо прочих плюсов, глубинный конденсат способен «облагораживать» нефть, эффективно  взаимодействуя с тяжелыми нефтями, разбавляет их до оптимальной консистенции и продвигая в ближайшие ловушки. Примерно по той же схеме, однако с применением воды используется сейчас газоводяной метод повышения КИН на месторождениях, достаточно дорогой и пока мало распространенный. А тут природа всё делает сама и бесплатно.

По мнению Бочкарева, главная проблема с практическим применением концепции не в затратах, а в том, что нефтяникам придется изменить привычный взгляд на добычу углеводородов. 

Такие классические методы подсчета ресурсов, как метод материального баланса, основанный на динамике спада давления, уже не будет работать (на подобных месторождениях давление — это практически неизменный показатель). Объемный метод также не принесет ожидаемых результатов, так как не учитывает динамики подтока УВ в залежь. 

Запасы прибывают

Необходимо будет создать качественно новую систему подсчета запасов. Современная российская реальность показывает, что подобную инициативу на себя брать никто не готов. Добыча сверхнормативного конденсата компаниями не афишируется. Лишние разговоры о том, что обнаруженное нефтяное месторождение вдруг ни с того ни с сего стало газоконденсатным, им не по душе.

Официального закрепления концепция не получила до сих пор. Для Бочкарева и его соавторов разработка данной концепции только хобби. Для получения патента на технологию необходима подготовка множества документов, проведение ряда наблюдений и дальнейших исследований, выступлений и обсуждений коцепции в научных кругах.

В этом отношении уместно заметить, что в 2008 году в Волгоградскую область уже приезжали бизнесмены из Китая, они интересовались возможностью приобретения Алексеевского и нескольких прилегающих к нему месторождений. 

Как бы ни сложилась дальнейшая судьба концепции двухфазной генерации, ее авторы рекомендуют добывающим компаниям внимательнее отнестись к замороженным и выработанным месторождениям, сохранившимся у них на балансе. Подобные месторождения, возможно, обладают потенциалом к возобновлению энергоресурсов, и тот, кто сегодня начнет скупать списанные с баланса скважины, через несколько лет может на этом выгадать, утверждает Виталий Бочкарев. 


Инсет 1. 

Отзывы коллег

Концепция двухфазной генерации была впервые представлена Сергеем Остроуховым, коллегой Виталия Бочкарева, на Всероссийской конференции «Успехи органической геохимии» в Новосибирске в октябре 2010 г. По словам участников этого мероприятия, доклад вызвал у них живой интерес.

В частности, председатель конференции, академик Алексей Конторович, научный руководитель ИНГГ им. А.А.Трофимука, сообщил RusEnergy, что доклад Остроухова предвосхитил его собственные многолетние исследования. 

«Сформировавшиеся нефть и конденсат изучались ранее, как два отдельных блока, - говорит Конторович. - Сергей Остроухов сумел доказать, что это комплексный, хотя и двухэтапный процесс. В его рамках газоконденсат был сгенерирован в раннем юрском периоде, нефть же на более позднем, иногда и современном этапе. Также эксперт вывел критерии, подтверждающие данное заявление. Мы ими заинтересовались и ведем дальнейший диалог».

По мнению заместителя директора ИНГГ им. А.А.Трофимука Владимира Каширцева, концепция Остроухова базируется на глубоких химических исследованиях, точных научных выкладках и имеет шанс на дальнейшую реализацию. Она призвана дать специалистам возможность отслеживать перетоки (миграцию) УВ между пластами. Впрочем, отметил ученый, есть и барьеры: нефтедобывающие компании словосочетание «органическая геохимия», мягко говоря, недолюбливают, и нередко игнорируют подобные научные изыскания.

Ещё один участник конференции Гурам Гордадзе, профессор Академии нефти и газа им. И.М.Губкина, сообщил RusEnergy, что Сергея Остроухова знает уже давно как «высококлассного профессионала». «Концепция воспроизводимости углеводородов однозначно имеет под собой веские основания. Её реализация приведёт к большим изменениям в современной нефтедобыче. Главное сегодня – привлечь к ней внимание властей и добывающих компаний», - полагает Гордадзе.






Вернуться в раздел

 




Избранное
"Будучи президентом компании «Росшельф», я настоял на том, что разрабатывать Штокмановское газоконденсатное месторождение должны мы, а не западные компании. Пусть это вначале обошлось дороже, но мы создали тысячи рабочих мест. Подняли и «Севмаш», в цехе которого мог бы поместиться храм Христа Спасителя".

Евгений Велихов, академик, о разработке Штокмановского месторождения (проект "Газпрома", Total и Statoil был заморожен в 2012 г., так и не начавшись).


Архив избранного









Диверсификация по-якутски: президент Якутии Егор Борисов о перспективах нефтегазовой отрасли в республике

Владимир Фейгин: глобальные сдвиги: как успеть за меняющимся газовым рынком

Всеволод Черепанов:
«Газпром» не теряет
надежды на крупные открытия