3 Ведущее подразделение игд со ран – лаборатория волновых
технологий добычи нефти – и её вклад в развитие горной
промышленности
Коллектив создан в 2002 г. по инициативе академиков М.В. Курлени и А.С. Алексеева на базе Временного Научного Коллектива «Вибросейсмические процессы» для развития исследований воздействия волновых полей на флюидосодержащие горные породы и разработки физических технологий интенсификации добычи нефти и газа. Коллектив известен экспериментальными исследованиями и методическими разработками в области вибросейсмического воздействия на нефтяные залежи с дневной поверхности, скважинными технологиями и техническими средствами интенсификации добычи нефти.
Основные направления деятельности:
– экспериментальные исследования в области физики нефтегазоносного пласта горных пород;
– разработка физических методов и технических средств интенсификации добычи нефти и газа;
– создание математических алгоритмов анализа разработки нефтяных месторождений6.
Важнейшие результаты фундаментальных исследований:
В ходе натурных исследований на месторождениях нефти установлено следующее:
– нефтепродуктивный пласт, подвергнутый вибросейсмическому воздействию, проявляет свойства автоколебательной нелинейной системы с сосредоточенными параметрами и жёстким возбуждением по амплитуде и длительности колебаний и обладает рядом собственных частот и характерных времен различного масштаба;
– вибросейсмическое воздействие на собственной частоте продуктивного пласта волновыми цугами, объединёнными в циклы, период повторения и длительность которых соответствуют характерным временам наведенной сейсмичности и вариации обводнённости извлекаемой жидкости, вызывает долговременное до одного-двух лет квазигармоническое увеличение добычи нефти;
– установлено, что при монохроматическом сейсмическом воздействии на нефтепродуктивный пласт возникает эндогенное излучение упругих колебаний квазирезонансного характера, источником энергии которого являются нелинейные геомеханические и гидродинамические процессы во фрагментированной среде (Рисунок 1)7. Сопутствующие изменения физико-химических и фильтрационных свойств нефтяного коллектора, нефти и попутного газа интенсифицируют разработку высокообводненных нефтяных залежей;
Рисунок 1- Сейсмический эмиссионный отклик карбонатного нефтепродуктивного пласта на вибросейсмическую обработку
– установлена связь между макропоказателями эксплуатации нефтяного пласта и эффективностью вибросейсмической обработки. При вибросейсмической обработке месторождения увеличивается выход запасов нефти, которые трудно извлекаются методом заводнения пластов и доминируют в продукции скважин с обводненностью более 70%. Обязательным условием получения дополнительной добычи нефти с помощью вибросейсмической технологии является превышение отбора жидкости из продуктивного пласта закачиваемым в него объемом воды8.
Важнейшие результаты прикладных исследований:
– создана методика прогноза дополнительной добычи нефти от
вибрационной обработки продуктивных пластов и оптимизации геометрических параметров излучающей системы;
– разработан проекционный кусочно-адаптивный алгоритм
идентификации эксплутационных показателей нефтедобывающих скважин с процедурой пропорциональной коррекции, позволяющий автоматизировать определение долевого вклада отдельной скважины в суммарную добычу нефти по месторождению, исходя из стандартной промысловой информации;
– разработана методика расчёта генерации сейсмических волн
гидроударной системой в скважинах с волноводной системой передачи энергии в пласт. Создан экспериментальный образец переносной скважинной аппаратуры для измерения и регистрации вибросейсмических полей и сейсмоакустической эмиссии с повышенной защитой от шумов передающего канала, предназначенный для исследований волновых сейсмических полей.
– разработано и выпущено малой серией гидроударное устройство волнового воздействия на пласт УВВП44, успешно выдержавшее промышленные испытания на скважинах НК «Башнефть»
– разработана ударно-насосная установка УНУ для технического
обеспечения депрессионно-сейсмической технологии интенсификации добычи нефти;
– проведен крупный промышленный эксперимент по
вибросейсмическому воздействию на многопластовую залежь Покачевского месторождения (ТПП «Покачевнефтегаз» НК «ЛУКойл») в комплексе с нестационарным заводнением и химическими композициями МЕТКА и МЕТКА-2 Института химии нефти Сибирского Отделения РАН (г. Томск);
– исследовано волновое поле центробежных наземных виброисточников в продуктивных пластах, разрабатываемых как с поддержанием пластового давления, так и без него. Впервые в мире вибросейсмическим воздействием в комплексе с химическими методами получено промышленно значимое увеличение добычи нефти из пластов, недокомпенсированных закачкой воды (Рисунок 2)9;
Рисунок 2- Карта увеличения добычи нефти по пласту
АВ1–2 Покачевского месторождения
– проведены промышленные эксперименты по вибросейсмическому воздействию на многопластовую залежь Вать-Еганского месторождения (ТП «Югранефть» НК «ЛУКойл») в режиме линейной развёртки частоты во времени, на Долговском месторождении (ТП «Оренбургнефть» ТНК-БП). Установлены закономерности прохождения вертикальных и горизонтальных составляющих вибросейсмического поля через продуктивный пласт;
– разработана технология импульсной очистки призабойной зоны нефтяных скважин;
– разработана депрессионно-сейсмическая технология интенсификации добычи нефти10.