Повышение нефтеотдачи пластов физико-химическими методами. Общее состояние проблемы

Увеличение нефтеотдачи пластов — актуальная проблема нефтяной науки и практики нефтепромыслового дела. Задача формулируется достаточно просто: повышение степени извлечения нефти из пористой среды. Но содержание ее становится сложным, как только обнаруживает свой консерватизм следующее положение: при современном уровне техники и технологий добычи нефти средняя нефтеотдача в США не превышает 0,41, у нас в стране — 0,4 при диапазоне изменения от 0,1 до 0,72. Техника и технологии заметно совершенствуются, а средняя нефтеотдача если и растет, то всерьез об этом лучше не говорить. Более половины первоначальных геологических запасов нефти остаются неизвлеченными.

Вышеизложенное достаточно тривиально. По всей вероятности, найдутся критики по поводу среднего значения нефтеотдачи и ее динамики. Для суждений, приведенных выше, важна суть проблемы. А последняя не требует излишнего оппонирования: известны технологии и методы увеличения нефтеотдачи (МУН, по В. Н. Щелкачеву), но нефтеотдача по длительно разрабатываемым месторождениям находится в указанных выше пределах. Планка не поднимается.

Могут возразить: нет достаточного широкомасштабного внедрения технологий, связанных с МУН, кроме гидродинамических. В свою очередь, следует вполне современный ответ: показать высокоэффективную и рентабельную технологию МУН. В этом последнем и выражается истинное существо проблемы. Пока таких технологий нет.

В предлагаемом разделе рассматривается широкий спектр проблем, связанных с заводнением с поверхностно-активными веществами (ПАВ). Этот метод и технологии его реализации имеют уже более чем 30-летнюю историю. В разделе дается объективная оценка технологии непрерывного закачивания низкоконцентрированных растворов ПАВ (НПАВ) типа ОП-10 и всем испытанным технологиям закачки монорастворов НПАВ. Эти технологии малоэффективны и нерентабельны, что связано с процессами адсорбции и деструкции индивидуальных ПАВ. Показано, что дальнейшие исследования и промысловые работы, направленные на создание новейших и высокоэффективных технологий МУН с использованием ПАВ должны осуществлятся по пути поиска композиционных систем, обеспечивающих низкую адсорбцию, химическую, биологическую и механическую стойкость в условиях реальных пластовых систем.

Низкая технологическая эффективность водных растворов индивидуальных НПАВ определяется их высокой адсорбцией и другими потерями в пористой среде, связанными с их химической деструкцией и биоразрушением. Адсорбция, деструкция и биоразрушение обусловливают обеднение раствора НПАВ по мере его продвижения в пористой среде, что приводит к формированию на фронте вытеснения «вала» неактивной воды. Этот последний возрастает, и результирующий механизм вытеснения сводится к доотмыву остаточной нефти раствором НПАВ, отстающим от вала неактивной воды. Кроме того, сами НПАВ не обладают высокой физико-химической активностью, снижая натяжение на поверхности раздела фаз в лучшем случае до 10-1 мН/м. Указанные главные негативные моменты учитывались при разработке принципиально современного научного подхода к решению проблемы применения НПАВ для повышения нефтеотдачи. Контуры научного решения: создание композиционных систем, в которых должны присутствовать «жертвенные» для адсорбции ПАВ, а основной НПАВ должен обладать химической и биологической стабильностью плюс способностью создавать в обводненной пористой среде условия для диспергирования остаточной нефти и проталкивания ее в виде микроэмульсии (по механизму, приближающемуся к смешивающемуся вытеснению). Последнее требовало присутствия в компаунд-системе или композиции и анионактивных ПАВ (АПАВ) для достижения ультранизких межфазных натяжений — до 10-3 мН/м. Выяснилось, что ультранизкие межфазные натяжения могут существовать лишь в узком диапазоне общего энергетического спектра. И само достижение ультранизких межфазных натяжений не является обязательным условием, поскольку механизм воздействия на пленочную и рассеянную остаточную нефть при использовании ПАВ можно реализовать в виде последовательной цепочки процессов, обеспечивающих оптимальные значения рН среды.

После 1990 г. наблюдается отнесение к МУН способов и технологий, не выходящих за пределы обработок призабойной зоны пласта (ОПЗ). Безусловно, в целом ряде

случаев воздействие на призабойную зону нагнетательных и добывающих скважин координально отличается от кислотного воздействия при других типичных ОПЗ. В первую очередь это относится к так называемым  «системным обработкам». Но в большом количестве случаев предложены и в промысловых условиях опробованы технологии осадкообразующего действия, осуществляемые не в системном варианте, а по принципу «булавоч-яых уколов». В этом последнем случае расширение масштабов воздействия должно приближаться либо к технологии системных обработок, либо должны обрабатываться технологии площадного воздействия — через КНС (БКНС).

Наконец, важнейшей проблемой является оценка технологической эффективности испытуемых технологий МУН. Наверное, в разделе не слишком явно обозначен нюанс «стыковки» прямого сопоставления геолого-промысловых данных до и после воздействия с результатами, получаемыми методом кривых вытеснения. Но именно на пути сопоставления указанных данных и их взаимодействия исследователя ожидает успех в объективной оценке эффективности МУН. Кроме того, в каждом реальном случае, в условиях индивидуальной геологии и разработки, правомерны индивидуальные же подходы, основанные либо на сопоставительном анализе с геолого-промысловым аналогом, либо на изучении динамики основных показателей разработки по отношению к экстраполированному базовому варианту, либо на одной из кривых вытеснения, либо на оригинальном подходе. Важно рассматривать результаты по комплексу методических подходов — в этом ключ успеха.

Изложенный материал не отличается совершенством композиции. Скорее,— это приглашение к творческому осмыслению материала по очень актуальной проблеме поиска высокоэффективных МУН.