Ученые смоделировали полный цикл кислотной обработки карбонатных коллекторов для повышения добычи
Добыча полезных ископаемых из карбонатных коллекторов, составляющих значительную часть мировых запасов, сейчас сталкивается с ключевой проблемой — низкой проницаемостью пород. Это значит, что нефть и газ находятся в изолированных порах и не могут естественным путем поступать к скважине, что делает традиционные методы добычи малоэффективными и очень дорогими. Стандартным решением для этого является кислотная обработка, когда в пласт закачивают реагент, который растворяет породу. Однако сейчас этот процесс остается непредсказуемым из-за отсутствия точных данных о трансформации породы при длительном воздействии кислотного раствора. Ученые из Пермского Политеха и ИПНГ РАН разработали уникальную методику кислотной обработки, которая позволяет более точно оценить изменение проницаемости породы. Разработка уникальна и не имеет аналогов в мире.
Карбонатные коллекторы — это подземные пласты-резервуары, представленные в основном известняками и доломитами. По статистике, на территории России содержание нефти в них составляет более 50% от всех запасов в стране. Однако их разработка часто нерентабельна из-за сложного строения и низкой проницаемости породы. В отличие от терригенных коллекторов, преимущественно состоящих из песчаников, где поры хорошо соединены между собой, в карбонатных часто имеются изолированные пространства — поры и трещины. Это значит, что нефть или газ, находящиеся в таком пространстве, труднее добывать. С развитием мировой экономики и истощением традиционных месторождений освоение таких сложных коллекторов становится необходимостью.
Стандартным решением для повышения продуктивности в карбонатных пластах является солянокислотная обработка скважины. Суть этого метода заключается в закачке в пласт раствора соляной кислоты, который вступает в химическую реакцию с породами, растворяя их. Это необходимо, чтобы создать разветвленную сеть высокопроводящих каналов, так называемых «червоточин». Они служат эффективными проводниками, обеспечивающими повышение добычи нефти или газа.
Прежде чем закачивать кислоту в реальный пласт, инженеры должны предсказать результат, чтобы рассчитать минимально достаточный объем раствора и спрогнозировать прирост добычи нефти. Однако стандартная методика лабораторных исследований предполагает закачку кислоты только до момента прорыва ее с противоположной стороны образца горной породы, т.е. до появления червоточины. На основании этого выявляется оптимальный объем и скорость закачки реагента.
Однако при этом не изучается дальнейшее влияние кислотной обработки, хотя в реальной скважине раствор продолжает фильтроваться еще некоторое время, взаимодействуя с горной породой.
Главная проблема этой технологии заключается в ее полной непредсказуемости при реальном применении. Если в лаборатории эксперты изучают только первый прорыв кислоты, а на месторождении реагент действует гораздо дольше, то изначальный прогноз окажется ошибочным. В результате инженер лишается возможности достоверно прогнозировать ключевые параметры обработки: глубину воздействия кислоты, как сильно вырастет проницаемость и не разрушится ли при этом порода вокруг скважины. Подобная неопределенность делает технологию рискованной и экономически неэффективной.
Ученые Пермского Политеха совместно с коллегами из ИПНГ РАН разработали уникальную методику, которая позволит более точно изучить полный цикл кислотной обработки карбонатных коллекторов. Статья опубликована в журнале «Недропользование».
На первом этапе исследователи отобрали 10 цилиндрических образцов керна с одного из месторождений России. Экспериментальную выборку тщательно подготовили: очистили от остатков нефти и пластовой воды, затем высушили и зафиксировали исходное визуальное состояние с помощью фотографий. Это обеспечило одинаковые стартовые условия для дальнейшего эксперимента.
На втором этапе были определены основные свойства образцов керна. Используя лабораторное оборудование, специалисты определили их характеристики: проницаемость, пористость и объемную плотность. Эти данные стали контрольными значениями для всех последующих измерений.
Поскольку конечной целью исследования было смоделировать реальный процесс в пласте, в образцах создавали остаточную водонасыщенность. Для этого их поместили в вакуум и пропитали минерализованной водой, чтобы заполнить все пустотное пространство. Это нужно для создания условий, как в естественном коллекторе, где в породе присутствует пластовая вода. После этого ее замещали керосином, который в эксперименте выступил альтернативой нефти. В итоге, перед началом основных испытаний внутреннее пространство образцов (поры и каналы) было заполнено так же, как и в реальном пласте.
Далее ученые моделировали пластовые условия с помощью специальной фильтрационной установки. Внутри нее создавали высокое всестороннее давление (до 46.7 МПа) и нагревали систему до пластовой температуры в 84°C. В этих смоделированных условиях через образцы закачивали раствор и замеряли их проницаемость, чтобы понять, как порода фильтрует нефть или газ в своем естественном состоянии.
После кислотного воздействия их промывали керосином для нейтрализации и удаления остатков реагента и снова измеряли показатели, чтобы оценить итоговый прирост. Фотографии образцов наглядно показали результат: в керне появились извилистые, растворенные кислотой сквозные каналы, так называемые «червоточины».
В результате для каждого из 10 образцов был сформирован парный массив данных: полная характеристика «до» и «после» кислотного воздействия, что и стало основой для последующего глубокого анализа. Эксперименты показали, что средняя проницаемость пород после кислотной обработки увеличилась в 6880 раз, средняя пористость на 17,4%, а плотность снизилась на 2,5%.
— На основании полученных данных мы также построили графики, показывающие, насколько вырастут пористость и проницаемость в зависимости от объема пропущенного через пласт реагента. Полученные в ходе исследования результаты могут быть использованы для обновления существующего технического программного обеспечения. Так, инженеры-проектировщики получат рабочий инструмент для точного расчета: смогут ввести в модель данные конкретной скважины (начальную пористость, проницаемость) и задать ожидаемый прирост добычи, после чего программа автоматически определит оптимальный объем и скорость закачки кислоты, — рассказывает Сергей Попов, заведующий лабораторией института проблем нефти и газа РАН, доктор технических наук.
— Однако главное преимущество усовершенствованной методики — ее способность моделировать ключевой для практики параметр: влияние «дозы» кислоты на конечный результат. В отличие от традиционного подхода, который останавливается сразу после прорыва реагента через породу, новая методика продолжает закачку. Это позволяет впервые получить зависимости, показывающие, насколько именно изменятся проницаемость, пористость и плотность породы в зависимости от объема закачанного реагента в околоскважинной зоне. Более того, проведенный расчет доказывает, что больший объем раствора качественно ближе к реальным условиям в скважине, чем традиционный эксперимент. В итоге, метод дает не просто констатацию улучшения показателей, а инструмент для их точного прогнозирования и управления процессом кислотной обработки, — отметил Сергей Чернышов, доктор технических наук, заведующий кафедрой «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ.
Методику в дальнейшем можно адаптировать и для других типов коллекторов, что дает универсальный инструмент для прогнозирования проницаемости многих месторождений страны. Инженеры смогут на основе лабораторных данных по конкретной породе быстро рассчитать оптимальные параметры ее химической обработки.
Telegram 
Дзен 
VK Хотя сам факт наличия непонятных объектов на снимках, которые американские астронавты сделали на Луне, известен давно, десятилетиями их списывали на химические дефекты светочувствительной эмульсии фотопленки или блики света в линзах камер. Новая публикация на сайте Пентагона признает их реально существующими объектами, хотя и не делает выводов о их природе.
Крупные травоядные утконосые майазавры известны своим развитым социальным поведением. Они жили семьями и строили гнезда для своих детенышей. Даже название вида переводится с греческого языка как «ящер — хорошая мать». Исследование окаменелых зубов майазавров показало, что они выращивали детенышей совсем не так, как это считалось типичным для животных глубокой древности.
Десятого мая 1940 года вермахт пришел в движение. Через 42 суток англо-французские армии были разгромлены, а Франция капитулировала. Как это произошло, ведь союзники имели больше солдат, танков и пушек, чем немцы? В СССР причиной посчитали нежелание французов воевать, немцы же, говорили советские военные, не внесли в стратегию ничего нового. Реальность была строго обратной: разгром Франции был новым словом в войне, и такой же сценарий Гитлер применил против СССР через год. Что именно произошло и отчего советское руководство не смогло осознать случившееся?
Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Крупные травоядные утконосые майазавры известны своим развитым социальным поведением. Они жили семьями и строили гнезда для своих детенышей. Даже название вида переводится с греческого языка как «ящер — хорошая мать». Исследование окаменелых зубов майазавров показало, что они выращивали детенышей совсем не так, как это считалось типичным для животных глубокой древности.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Термоядерные электростанции не смогут конкурировать по цене с возобновляемыми источниками энергии из-за медленного удешевления технологии. По расчетам, расходы на каждую новую установку падали максимум на 8% — много раз ниже ранних ожиданий венчурных инвесторов. Это перечеркивает экономический смысл финансовых вливаний, и мир может никогда не увидеть дешевой термоядерной энергии.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно