'

Новые технологии нефтедобычи

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

New Production Technologies 1 Новые технологии нефтедобычи Морис Дюссо Университет Ватерлоо Ватерлоо, Онтарио, Канада SPE Distinguished Lecture Series — 2002-2003


Слайд 1

ЗАСЛУЖЕННЫЙ ЛЕКТОР ОБЩЕСТВА ИНЖЕНЕРОВ НЕФТЯННИКОВ Финансирование осуществляется Выделением грантов Фондом Общества Инженеров Нефтяников Общество выражает признательность тем компаниям, которые поддерживают программу предоставляя возможность членам общества выступать с лекциями Особая благодарность Американскому Институту Горного Дела, Металлургии и Нефтяной Инженерии за его вклад в программу.


Слайд 2

New Production Technologies 3 Новые Технологии Добычи Низкотемпературная Добычи Тяжелой Нефти с Песком (CHOPS) Технологии Импульсного Давления (PPT) Дренирование пласта в гравитационном режиме (GAD) Закачка Инертного Газа (IGI) Дренирование пласта в гравитационном режиме с закачкой пара (SAGD) Добыча Нефти при помощью паров (VAPEX) Предполагается комбинированное применение методов Методы применяются на различных этапах эксплуатации месторождений


Слайд 3

New Production Technologies 4 Революционные технологии позволят: Резко увеличить коэффициент извлечения на коллекторах всех типов Возобновить добычу на старых месторождениях с извлечением значительной части остаточной нефти Обеспечить рентабельность добычи высоковязких нефтей (m > 100 сП в пластовых условиях) Резко увеличить извлекаемые запасы по всему миру


Слайд 4

New Production Technologies 5 Мировые запасы В настоящее время, 90% мировой добычи нефти приходится на добычу традиционной нефти Объемы не извлеченной тяжелой нефти и битума быстро растут В Канаде и Венесуэле сосредоточено более 35% мировых запасов трудноизвлекаемой нефти в нефтеносных песках Геологический запасы в мире Очень тяжелая нефть и битум 55% Тяжелая нефть 15% Традиционная нефть - 30% Стандартная нефть <100 cP Тяжелая нефть 100 – 10000 cP Битум >10,000 cP Мировые балансовые запасы


Слайд 5

New Production Technologies 6 Будущее Стандартной Нефти Прогноз на 2001: Спрос +1,5%/год Замещение извлекаемых запасов разведанными сокращаться Мировая добыча достигает пика ~2006-2008 Доля Ближнего Востока сейчас - 30%, к 2011 - 50%


Слайд 6

New Production Technologies 7 Технология добычи вязкой нефти — 1985 Коммерчески эффективной оказалась только технология циклической закачки пара (ЦНП) и только в самых лучших коллекторах (> 25 м, однородная, гомогенная нефть) Isaacs, 1998 Горизонтальные скважины Вертикальные скважины Термический X X X Не термический Циклическая закачка пара


Слайд 7

New Production Technologies 8 Статус развития технологий- 2002 Промышленные технологии появляются во всех категориях Обновлено в 1998 Циклическое Закачка пара Горизонтальные скважины Вертикальные скважины Термический SAGD Cold Flow IGI (VAPEX?) CHOPS PPT Не термический


Слайд 8

New Production Technologies 9 Движущие силы развития технологий Лучше понимание физики процессов Усовершенствование оборудования Применение винтовых насосов Применение гибких НКТ для бурения и КРС Горизонтальные скважины Применение усовершенствованных технологий контроля процесса Улучшенные методы хранения и утилизации отходов Канадский опыт по добыче тяжелой нефти и битума из нефтеносных и битуминозных песков


Слайд 9

New Production Technologies 10 Добыча битума в канадской провинции Альберта 2.2 MB/сутки 0.75 MB/day Courtesy: Alberta EUB Факт Прогноз Открытый способ


Слайд 10

New Production Technologies 11 Горизонтальные скважины (холодная добыча) С 1990 года в Канаде пробурено большое количество горизонтальных скважин Применяется ряд технологий добычи: Прямая «холодная» добыча Закачка инертного газа Термические методы (паровой гравитационный дренаж (SAGD), вытеснение паром и т.д.) Но, в конечном итоге, наибольшее применение вероятно получит технология гравитационного дренажа


Слайд 11

New Production Technologies 12 “Старые” технологии


Слайд 12

New Production Technologies 13 Старые технологии Пароциклическая обработка паром Вытеснение паром (многочисленные разновидности) Процессы, основанные на создании перепада давления (?p) Закачка воды, растворителей и др.. под высоким давлением Процессы, включающие горение под давлением «Мокрые», «сухие», прямые, обратные, воздушные, кислородные Все эти процессы имеют следующие недостатки: Адвективная нестабильность (нестабильность ?p и ?) Низкая коэффициент извлечения, высокие расходы на производство тепла, проблемы с эксплуатацией скважин


Слайд 13

New Production Technologies 14 Процессы вытеснения паром Гравитационная блокировка «Обойденные» запасы Низкий КИН Большие потери тепла «Расслоение» скважин Зона закачки воздуха или горячей воды Добывающие скважины


Слайд 14

New Production Technologies 15 CHOPS C – Cold – холодная H – Heavy – тяжелая O – Oil – нефть P – Production with Sand – добываемая с песком В Канаде этим способом извлекают более 550000 баррелей нефти <20°API в сутки (25% от общего объема добычи!) На хороших коллекторах КИН составляет >20% Возможно ли применение в мировом масштабе? (Я думаю, да)


Слайд 15

New Production Technologies 16 История становления CHOPS “Luseland Field”, Saskatchewan Применение технологии добычи тяжелой нефти холодным способом из нефтеносных песков (CHOPS) позволило повысить производительность скважин В среднем, в 5-6 раз Дано физическое обоснование повышению качества процесса Показано, что применение горизонтальных скважин на этих нефтеносных песках не столь эффективно Рассматриваемое месторождение имеет много аналогов по всему миру, с такими же слабосцементированными пластами


Слайд 16

New Production Technologies 17 “Luseland Field” History 30 вертикальных скважин пробурено за период 1982-85 С помощью станков-качалок извлекается нефть с низким содержанием песка (<0,5%) Применение горизонтальных скважин было опробовано в 1992-1993 (6?600 м); результаты оказались неудачными, и все скважины были закрыты к 1998 году) В 1994 году было начато интенсивное внедрение технологии CHOPS с применением винтовых насосов В настоящее время в добываемом флюиде содержится до 4% песка


Слайд 17

New Production Technologies 18 Характеристики “Luseland Field” Структура “Bakken”(слабосцементированный) Z = 800 м, f = 28 – 30%, k = 2-4 D API = 11,5-13°, m = 1400 cP (нефть с растворенным газом, газ в растворе) So = 0,72, Sw = 0,28 (высокая!), Sg = 0 Мощность пласта: 5-15 м в центре Начальное пластовое давление: po~ 6-7 MPa, T ~ 30°C Давление насыщения газа: pb ? po


Слайд 18

New Production Technologies 19 “Типичная” Горизонтальная Скважина 0 100 200 300 400 500 600 700 дебит - барл/сут Добыча нефти Добыча воды Месторождение Luseland, скважина длиной 600 м Янв-93 Янв-94 Янв -95 Янв -96 Янв -97 Янв -98


Слайд 19

New Production Technologies 20 График Добычи


Слайд 20

New Production Technologies 21 Характеристика работы Скважины 14-8 дебит (барлю/сут 0 50 100 150 200 250 Центральная скважина 14-8 Начало внедрения технологии CHOPS Добыча нефти Добыча воды Месторождение Luseland


Слайд 21

New Production Technologies 22 Общая Добыча Воды и Нефти 0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 Сравнение суммарных объемов добычи нефти и воды до декабря 1998 года на всех вертикальных скважинах месторождения Luseland 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 Общий объем добычи, нефть или вода - б/сут Добыча нефти Добыча воды Mean = 161,947 bbl/oil/well Mean = 58,750 bbl/H2O/well Месторождение Льюслэнд В основном, недавно открытые проблемные скважины


Слайд 22

New Production Technologies 23 Почему возрастает добыча нефти?? В подвижном песке снижается гидравлическое сопротивление потоку флюида Вспенивание нефти ускоряет фильтрацию и разуплотняет песок Вокруг скважины образуется увеличивающая зона с повышенной проницаемостью Непрерывное удаление любых механических корок (асфальтены, глины)


Слайд 23

New Production Technologies 24 Характеристики работы скважины при применении технологии CHOPS 0 6 12 18 24 30 36 42 Баррелей в сутки 0 25 50 75 100 125 150 175 % Песка 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 After Wong & Ogrodnick Бар/день % Песка Месяц


Слайд 24

New Production Technologies 25 Что требуется для успешного применения технологии CHOPS Активный механизм вспенивания нефти (достаточное количество растворенного газа) Непрерывное нарушение слоя песка (неуплотненный песок) Отсутствие зон свободной воды в коллекторе Обязательно применение винтовых насосов Интегрированная система обработки песка Эффективная технология утилизации песка


Слайд 25

New Production Technologies 26 Винтовой насос Полированный шток Ременный привод с регулируемым крутящим моментом Патрубок Устьевое оборудование Всасывающая труба или штанга в НКТ Хромированный ротор в фиксированном статоре Электромотор (или гидравлический мотор) Обсадная колонна (обычно диаметром 175 мм) Эксплуатационная колонна (обычно диаметром от 72 до 88 мм)


Слайд 26

New Production Technologies 27 Технология CHOPS Новая Идея? “При равнозначности всех остальных факторов, максимальная добыча нефти из рыхлых пластов напрямую зависит от максимального выноса самого песка. … Чем выше вязкость и ниже давление газа в коллекторе, тем большее значение приобретает создание и поддержание движения песка по направлению к добывающей скважине.” В. Коббе, Совещание АЙМЕ в Нью-Йорке, Февраль, 1917. АЙМЕ, Том. LVI, стр. 814. Courtesy Ed Hanzlik, ChevTex


Слайд 27

New Production Technologies 28 Основные преимущества технологии CHOPS Более высокая экономическая эффективность по сравнению с термическими методами Очень низкие капитальные расходы (дешевые вертикальные скважины) Операционные расходы снижены до ~$4,00/баррель Решена проблема насосов (винтовые насосы способны работать при значительном выносе песка) Решена проблема утилизация песка На данный момент, единственным ограничивающим фактором являются: Возможности модернизации


Слайд 28

New Production Technologies 29 Технологии импульсного давления, PPT P — Pressure - Давление P — Pulsing Пульсация T — Technologies Технологии Скважинные флюиды подвергаются резким импульсам давления Снижает адвективные нестабильности Снижает эффекты капиллярного закупоривания Снижает эффекты порового закупоривания


Слайд 29

New Production Technologies 30 Схема лабораторной установки для испытания с пульсацией давления Емкость с песком


Слайд 30

New Production Technologies 31 Нефть – Вода – Заводнение Время = 139,2 с Время = 138,7 с 35 cP легкая нефть заводнение 0,5 м гидроста-тическое давление идентичные испытания Без пульсации С пульсацией


Слайд 31

New Production Technologies 32 Эффекты пульсации Увеличивают базовую фильтрацию Повышает КИН Снижает образование водяного конуса и образование языков в результате разности вязкостей Снижает эффекты закупоривания твердой фазой и асфальтенами Позволяет преодолеть проблему капиллярного закупоривания Является новой технологией, в которой еще многое предстоит оптимизировать


Слайд 32

New Production Technologies 33 Пульсация поддерживает стабильное извлечение нефти 0 20 40 60 80 100 120 140 160 01-Май-99 31-Май-99 30-Июнь-99 30-Июль-99 29-Авг-99 28-Сент-99 28-Окт-99 Добыча нефти - 7 соседних скважин (барл./сут) Месторождение Линдбора, заводнение; 9800 сП нефть + песок


Слайд 33

New Production Technologies 34 Пример: увеличения добычи тяжелой нефти 500 Коллектор с характеристиками, близкими к пределу применения технологии CHOPS: 10600 сП, f = 30% Заводнение в одной скважине с пульсацией 0 100 200 300 400 Nov-98 Mar-99 Jul-99 Nov-99 Mar-00 Дополнительная нефть Дебит нефти – м3/сутки – 6 соседних скважин Перед пульсацией Начало пульсации Прекращение пульсации Экономический предел 6 месяцев


Слайд 34

New Production Technologies 35 Технология импульсного давления и горизонтальные скважины


Слайд 35

New Production Technologies 36 Технология гравитационного дренажа, GAD G — Gravity Гравитация A — Assisted Способствовать D — Drainage Дренаж Необходимы горизонтальные скважины Поток создается из-за разности плотностей Технология наиболее эффективна при наличии газовой фазы Производительность скважин невысока, но процент нефтеотдачи может доходить до более 90%


Слайд 36

New Production Technologies 37 Закачка инертного газа (IGI) dm нефть газ вода Dp В общем случае, это процесс смещения сверху вниз, стимулируемый гравитацией и стабилизируемый плотностью Примечание: в гидрофильных пластах, всегда существует трехмерная нефтяная пленка, при условии, что gwg > gog + gwo Газ нагнетается сверху в нефтеносный пласт для понижения нефтяного горизонта Может достигаться высокий процент нефтеотдачи


Слайд 37

New Production Technologies 38 Технология IGI, Схема Зона залегания нефти, двухфазная зона, гидрофильный песок Горизонтальные скважины, параллельные структуре Закачка инертного газа Перепад давления ?p поддерживается на минимальном уровне Темп закачки газа регулируется таким образом, чтобы избежать прорыва газа (или воды) в скважину Трехфазная зона В основном, газ Вода, однофазная зона Необходим баланс пористости!


Слайд 38

New Production Technologies 39 Применение технологии IGI в горизонтальных пластах DV/Dt]нефть + вода = DV/Dt]газ (поры заполнены) CO2, N2, CH4, другие газы 3-фазная область 2-фазная область Горизонтальные скважины Вертикальные скважины Dp ~ 0


Слайд 39

New Production Technologies 40 Гравитационый дренаж на рифах Газовая шапка Траектория новой горизонтальной скважины Вытеснение подошвенной воды (некоторые скважины переходят в режим водонагнетательных скважин) Закачка газа Нефтяной вал “выжат” в горизонтальную скважину под действием давления, когда фильтрация управляется плотностью низкое ?p Эксплуатационные скважины используются для выравнивания пористости и предотвращения конусообразования


Слайд 40

New Production Technologies 41 Основные моменты применения технологии закачки инертного газа Метод имеет промышленное применение в Канаде Не пригоден для термической тяжелой нефти Необходимо хорошее kv (при отсутствии структуры) Идеаленаяа технология для перевода старых стандартных месторождений на технологию гравитационного дренажа Низкие операционные расходы Следует рассматривать этот метод для применения на новых месторождениях и для возобновления эксплуатации старых месторождений


Слайд 41

New Production Technologies 42 Физические основы технологии SAGD Пар + нефть + вода + CH4 Уровень жидкости Нефть и вода q Боковое расширение паровой зоны «изолированная» область Обратный поток CH4 + нефть Обратный поток Поддержание низкого перепада давления Dp для максимальной стабильности Перекрывающие породы Водяной подпор Пробка холодного битума


Слайд 42

New Production Technologies 43 Процессы в порах Минеральные зерна Минеральные зерна Минеральные зерна Минеральные зерна Пар + газы H2O CH4 CO2 Обратный поток в порах и горловинах приводит к образованию стабильной 3-фазной системы. Приток нефти интенсифицируется эффектом поверхностного натяжения на «тонкопленочной» поверхности, который эффективно способствует фильтрации. Для поддержания гравитационного потока, необходимо обеспечить полную связь фаз и избегать ускорения процесса за счет более высокого давления. вода вода


Слайд 43

New Production Technologies 44 Глиняные пропластки и SAGD DV T дегидроксилация? дегидрация Песчаник ?V Реакция глины разрывы обход Применение технологии SAGD позволяет преодолеть глиняные барьеры благодаря влиянию DV/DT и t Глины непроницаемы для пара и их поведение отлично от поведения песков >300°C >125°C


Слайд 44

New Production Technologies 45 Термические процессы гравитационного дренажа, GAD Лучшая технология для тяжелых нефтей (<20°API?) Хорошая тепловая эффективность и стабильность фильтрации Достижимы высокие показатели извлечения нефти Может применяться в сочетании с другими технологиями (CHOPS или SAGD + циклическая закачка пара) Технология не является решением всех проблем, связанных с извлечением тяжелой нефти! Затраты на тепло уваляются проблемой (t > 15 m) Необходима оптимизация


Слайд 45

New Production Technologies 46 КИН при использовании технологии GAD лабораторных условиях > 75-95% от начальных запасов нефти. Почему? Трехфазная последовательность — нефть не отделяется от системы r-потока (никакого пинцирования) Даже нефть, находящаяся в зонах низкого k будет медленно дренироваться, и этому процессу будут способствовать температура и смешивание газов В условиях D p отсутствует образование языков; коэффициент вытеснения заметно высок, а фронты устойчивы


Слайд 46

New Production Technologies 47 Ганглии и технология GAD gwg > gog + gwo Изолированные ганглии (иммобилизованные) нефть газ Генерирование 3-фазной связанной системы в 2-фазных областях Гравитационные силы на верхней кромке газового канала воздействуют только на уровне пор нефть газ Быстрое распространение нефти (разделяющая пленка) Изначально отсутствует нефтяная пленка


Слайд 47

New Production Technologies 48 Основные моменты технологии GAD Для обеспечения стабильности процесса необходимо поддерживать низкий перепад давления D p Наилучшими условиями процесса является трехфазное состояние — нефть-вода-газ Скважины должны располагаться у основания продуктивного коллектора Продуктивные коллекторы должны быть достаточно мощными Имеет место плотный обратный поток Успешной реализации технологии способствует закачка газа, пара и конденсирующихся жидкостей и надлежащий контроль за давлением


Слайд 48

New Production Technologies 49 Время движется вперед SAGD не найдет практического применения (1984) В 2001-2003 установлено более 200 пар Добыча при выносе песка 20% невозможна (1988) В 2002 более 550,000 барл/сут (CHOPS) VAPEX не может быть экономически выгодной (1995) Начинаются первые полевые испытания Усиление потока при помощи импульса давления невозможно (1999) на сегодняшний день 3 небольших успешных проектов Не следует слишкои легко сбрасывать новые идеи со счетов!


Слайд 49

New Production Technologies 50 Новые технологии SAGD PPT VAPEX Года ~6-8 2 0 Статус (2002) $ рентабельный $$на начальной стадии ? Тесты еще не проводили Применимость Вероятно требует зон мощнее, > 15-20 Полезен вкупе с другими методами (холодная добыча, CHOPS) Метод Наилучший при >20°API, вкупе с SAGD IGI >10 $$$ Необходим хороший kv & низкий m


Слайд 50

New Production Technologies 51 Выводы Традиционные методы добычи нефти достигнут пика в ближайшие 4-6 лет? Хорошо для тяжелой нефти, повышения коэффициента извлечения и получения прибыли Недавно достигнуты значительные результаты по развитию технологии (в основном, в Канаде) Нам необходимо укрепить и улучшить достигнутые результаты Будущее технологий извлечения тяжелой нефти и повышения коэффициента извлечения выглядит многообещающим на данный момент


Слайд 51

New Production Technologies 52 Благодарности Общество Инженеров Нефтянников Местное отделение Общества Инженеров Нефтянников Донна Ньюкум, - устроитель Шерил Старк, - редактов Коллег и компании


Слайд 52

New Production Technologies 53 Translation Priority Titles Not Last 2 lines beginning with Hybrid All Bullet Points Only Bullet Points Only All ( But not “Cyclic Steam Stimulation) Only the axis of the graph All All Title ( or all if the word Bitumen has a convenient Russian Translation) All All All All Bullet Points Bullet Points Bullet Points Bullet Points Bullet Points Curve Labels, not graph axis Curve Labels, not graph axis Curve Labels, not graph axis Words in Green All Title Only All All Title All All All All All Green Text and Title Green Text and Title All All All All All All All All All Green Text and Title All All All All Title Only Title and Split Slide into two if needed All Title Only


×

HTML:





Ссылка: