Kazakhstan journal for oil & gas industryKazakhstan journal for oil & gas industry2707-42262957-806XKMG Engineering10872610.54859/kjogi108726Научная статьяИсследование эффективности применения третичных методов увеличения нефтеотдачи на месторождениях с карбонатными коллекторамиЖолдыбаеваАсель Талгатовнаassel.zholdybayeva@stud.satbayev.universityhttps://orcid.org/0000-0002-1015-0593ПохилюкМарина Валерьевнаm.pokhilyuk@kmge.kzhttps://orcid.org/0009-0007-0973-0631КунжариковаКлара Мырзахановна<p>канд. техн. наук</p>k.kunzharikova@kmge.kzhttps://orcid.org/0009-0002-5121-0123Сатбаев УниверситетКМГ Инжиниринг120720246261760603202410062024Copyright © 2024, Жолдыбаева А.Т., Похилюк М.В., Кунжарикова К.М.2024<p><strong>Обоснование.</strong> Динамичное развитие нефтегазовой отрасли имеет ключевое значение для экономики Казахстана. Долгосрочная стратегия страны по развитию нефтегазового комплекса направлена на увеличение добычи нефти и газа. Однако с каждым годом нефтяники сталкиваются с уменьшением легкодоступных запасов, что вынуждает разрабатывать трудноизвлекаемые запасы, включая коллекторы трещинно-порового типа карбонатных месторождений. В Казахстане существует множество месторождений с трещинно-поровыми коллекторами, находящихся на поздней стадии разработки, что требует их детального изучения для повышения нефтеотдачи пласта.</p> <p><strong>Цель.</strong> Целью данной работы является научное обоснование новых технологических подходов, направленных на повышение конечного коэффициента нефтеизвлечения, на основе исследования и анализа мирового опыта в добыче нефти из трещинно-поровых карбонатных коллекторов.</p> <p><strong>Материалы и методы.</strong> В рамках данного исследования проведены работы по моделированию закачки различных агентов, в частности, газа и воды, в карбонатные пласты, которое включало создание детализированных геолого-гидродинамических моделей, учитывавших особенности трещинно-поровой структуры карбонатных пластов, и проведение симуляций для различных сценариев закачки агентов с использованием программного продукта ECLIPSE™ (Schlumberger). Закачка газа проводилась в разные части пласта для оценки их влияния на эффективность вытеснения нефти.</p> <p><strong>Результаты.</strong> Исследование на секторной модели месторождения показало, что наибольшие объёмы добычи достигаются при перфорации верхней части пласта. В этом случае наблюдается смешение потока закачиваемого газа и нефти, что значительно увеличивает эффективность добычи нефти. Варианты с перфорацией в середину и нижнюю части пласта демонстрируют менее эффективное поршневое вытеснение газа. Экспериментальное моделирование по закачке воды в карбонатный коллектор выявило, что закачка воды приводит к неравномерному продвижению флюида из-за развитой системы трещиноватости. Анализ трассерных исследований подтвердил, что нагнетательная скважина оказывает существенное влияние на формирование устойчивого канала обводнения, особенно в южной части объекта, что приводит к увеличению обводнённости добываемой продукции.</p> <p><strong>Заключение.</strong> Моделирование показало, что закачка газа с перфорацией верхней части пласта обеспечивает наибольшую добычу углеводородов. Оптимизация интервала перфорации является важным фактором для повышения добычи в будущих стратегиях разработки. Эксперимент по закачке воды выявил, что развитая система трещиноватости в карбонатных коллекторах приводит к неравномерному продвижению флюида, увеличивая обводнённость добываемой продукции. Применение потокоотклоняющих технологий может снизить этот эффект и повысить эффективность добычи. Различные методы воздействия на карбонатные коллекторы демонстрируют значительные различия в коэффициентах нефтеотдачи, что подчёркивает важность моделирования для оптимизации процессов добычи.</p>carbonatesfracturingwaterfloodingreservoir pressure maintenanceenhanced oil recoveryanalogue fieldstechnology reviewchemical methodssteam injectionкарбонаттаргидравликалық трещиндетусу басуқабат қысымын сақтаумұнай өндіруді арттыруұқсас кен орындарытехнологияны шолухимиялық әдістербу айдаукарбонатытрещиноватостьзаводнениеподдержание пластового давленияповышение нефтеотдачиместорождения-аналогиобзор технологийхимические методызакачка пара1.Wei C, Li Y, Song B, et al. Waterflooding surveillance and optimization for a super-giant carbonate reservoir. SPE Annual Technical Conference and Exhibition; Oct 27–29, 2014; Amsterdam, Netherlands. Available from: https://onepetro.org/SPEATCE/proceedings-abstract/14ATCE/All-14ATCE/SPE-170621-MS/211650.2.Bagrinceva KI. Usloviya formirovaniya i svoystva karbonatnykh kollektorov nefti i gaza. Moscow: RGGU, 1999. P. 263–274. (In Russ).3.Mirnov RV, Bakirov RD, Minkaev VN. Geological features of the Bashkir and South Tatar paleoshelfs, that control distribution of seals in the Upper Devonian carbonate deposits. Oil Industry Journal. 2021;6:32–37. doi:10.24887/0028-2448-2021-6-32-37.4.Morozov VV, Melnikov SI, Pozdnyakova VA, et al. Improving the carbonate reservoir development by creation of conceptual geological model on the example of the Middle East oilfield (Russian). Oil Industry Journal. 2018;12:57–59. doi: 10.24887/0028-2448-2018-12-57-59.5.Stenger BA, Ameen MS, Sa'ad Al-Qahtani, Pham T. Pore pressure control of fracture reactivation in the Ghawar Field, Saudi Arabia. SPE Annual Technical Conference and Exhibition; Sept, 29 – Oct, 2, 2002; San Antonio, Texas, USA. Available from: https://onepetro.org/SPEATCE/proceedings-abstract/02ATCE/All-02ATCE/SPE-77642-MS/136088.6.Saleri NG, Bu-Hulaigah EH. Knowledge management in North Ghawar. 17th World Petroleum Congress; Sept 1–5, 2002; Rio de Janeiro, Brazil. Available from: https://onepetro.org/WPCONGRESS/proceedings-abstract/WPC17/All-WPC17/WPC-32150/202152?redirectedFrom=PDF.7.Buhassan S, Halder S, Tammar H, et al. Case History: New horizons for downhole flow measurements via coiled tubing equipped with real-time downhole sensors at South Ghawar Field, Saudi Arabia. SPE Middle East Oil & Gas Show and Conference; March, 8–11, 2015; Manama, Bahrain. Available from: https://onepetro.org/SPEMEOS/proceedings-abstract/15MEOS/All-15MEOS/SPE-172570-MS/182308?redirectedFrom=PDF.8.Al-Garni SA, Wo Yuen BB, Najjar NF, et al. Optimizing production/injection and accelerating recovery of Mature field through fracture simulation model. International Petroleum Technology Conference; Nov 21–23, 2005; Doha, Qatar. Available from: https://onepetro.org/IPTCONF/proceedings-abstract/05IPTC/All-05IPTC/IPTC-10433-MS/29841?redirectedFrom=PDF.9.Brown JS, Engelhardt HW. A Case Study of Start-Up Management for a Large Seawater Injection Project. SPE Annual Technical Conference and Exhibition; Sept 23–26, 1979; Las Vegas, Nevada, USA. Available from: https://onepetro.org/SPEATCE/proceedings-abstract/79SPE/All-79SPE/SPE-8409-MS/134979.10.El-Ayoubi E. Southern Area oil operations continuing journey of sustainability. SPE International Conference and Exhibition on Health; Apr 16–18, 2018; Abu Dhabi, UAE. Available from: https://onepetro.org/SPEHSE/proceedings-abstract/18HSE/2-18HSE/D021S014R004/215120?redirectedFrom=PDF.11.Sahin A, Menouar H, Ali AZ, Saner S. Patterns of variation of permeability anisotropy in a carbonate reservoir. Middle East Oil Show; June 9–12, 2003; Bahrain. Available from: https://onepetro.org/SPEMEOS/proceedings-abstract/03MEOS/All-03MEOS/SPE-81472-MS/137132.12.Borisenko ZG. Novaya teoriya i praktika prostranstvennogo razmeshcheniya zalezhej nefti i gaza v treshchinnyh kollektorah. Pyatigorsk: PGLU, 2010. 168 p. (In Russ).13.He L, Shushan T, Xiaoshu L, Li Z. Techniques of reinjecting 100% of produced water in Daqing Oil Field. International Oil & Gas Conference and Exhibition in China; Dec 5–7, 2006; Beijing, China. Available from: https://onepetro.org/SPEIOGCEC/proceedings-abstract/06IOGCEC/All-06IOGCEC/SPE-100986-MS/141467?redirectedFrom=PDF.14.Wang D, Zhang J, Meng F, et al. Commercial test of polymer flooding in Daqing oil field Daqing petroleum Administrative Bureau. International Meeting on Petroleum Engineering; Nov 14–17, 1995; Beijing, China. Available from: https://onepetro.org/SPEIOGCEC/proceedings-abstract/95IMPE/All-95IMPE/SPE-29902-MS/57185.15.Delamaide E, Corlay Ph, Demin W. Daqing oil field: the success of two pilots initiates first extension of polymer injection in a Giant Oil Field. SPE/DOE Improved Oil Recovery Symposium; Apr 17–20, 1994; Tulsa, Oklahoma, USA. Available from: https://onepetro.org/SPEIOR/proceedings-abstract/94IOR/All-94IOR/SPE-27819-MS/55991.16.Wang D, Cheng J, Wu J, Wang G. experiences learned after production more than 300 million barrels of oil by polymer flooding in Daqing oil field. SPE Annual Technical Conference and Exhibition; Sept, 29 – Oct, 2, 2002; San Antonio, Texas, USA. Available from: https://onepetro.org/SPEATCE/proceedings-abstract/02ATCE/All-02ATCE/SPE-77693-MS/136063.17.Yaning L, Shicheng Zh, Xiaohan P, Hong D. Practice and understanding of separate-layer polymer injection in Daqing Oil Field. SPE Prod & Oper. 2011;26(03):224–228. doi:10.2118/128103-PA.18.Guzmann MS. Review of a forgotten technology with high potential – the world largest nitrogen based IOR project in the supergiant field Cantarell, Mexico. SPE Russian Oil and Gas Exploration & Production Technical Conference and Exhibition; Oct 14–16, 2014; Moscow, Russia. Available from: https://onepetro.org/SPERPTC/proceedings-abstract/14ROGC/All-14ROGC/SPE-171239-MS/212066.19.Rodriguez-de la Garza F, Ortega-Galindo R, Garcia-Pietri E. Gas coning and channeling management in naturally fractured reservoirs with applications to the Akal-Cantarell Field. SPE Latin America and Caribbean Petroleum Engineering Conference; Apr 16–18, 2012; Mexico City. Available from: https://onepetro.org/SPELACP/proceedings-abstract/12LACP/All-12LACP/SPE-153393-MS/157787?redirectedFrom=PDF.20.Cruz L, Sheridan J, Aguirre E, et al. Relative contribution to fluid flow from natural fractures in the Cantarell field, Mexico. Latin American and Caribbean Petroleum Engineering Conference; May, 31 – June, 30, 2009; Cartagena, Colombia. Available from: https://onepetro.org/SPELACP/proceedings-abstract/09LACP/All-09LACP/SPE-122182-MS/146572?redirectedFrom=PDF.21.Daltaban TS, Lozada MA, Villavicencio PA, Torres FM. Managing water and gas production problems in Cantarell: A Giant Carbonate Reservoir in Gulf of Mexico. Abu Dhabi International Petroleum Exhibition and Conference; Nov 3–6, 2008; Abu Dhabi, UAE. Available from: https://onepetro.org/SPEADIP/proceedings-abstract/08ADIP/All-08ADIP/SPE-117233-MS/145242.22.Manrique EJ, Muci VE, Gurfinkel ME. EOR field experiences in carbonate reservoirs in the United States. SPE/DOE Symposium on Improved Oil Recovery; Apr 22–26, 2006; Tulsa, Oklahoma, USA. Available from: https://onepetro.org/SPEIOR/proceedings-abstract/06IOR/All-06IOR/SPE-100063-MS/139672?redirectedFrom=PDF.23.ogj.com [internet]. Moritis Report on Enhanced Oil Recovery [cited 15.05.2022]. Available from: https://www.ogj.com.24.ogj.com [internet]. Moritis G. EOR Continues to Unlock Oil Resources [cited 15.05.2022]. Available from: https://www.ogj.com.25.Heck TJ. Dolphin Field Overview, Divide County, N.D. Oil Gas J. 1988;86(41):79–81.26.Manning RK, Pope GA, Lake LW, Willhite P. A technical survey of polymer flooding projects. Department of Energy; 1983 Sept. Report DOE/BC/10327-19.27.Hovendick MD. Development and Results of the Hale/Mable Leases Cooperative Polymer EOR Injection Project, Vacuum (Grayburg-San Andres) Field, Lea County, New Mexico. SPE Res Eng. 1989;4(03): 363–372. doi:10.2118/16722-PA.28.Thomas MM, Clouse JA, Longo JM. Adsorption of organic compounds on carbonate minerals. 1. Model compounds and their influence on mineral wettability. Chemical Geology. 1993;109:201–213.29.Thomas MM, Clouse JA, Longo JM. Adsorption of organic compounds on carbonate minerals. 3. Influence on dissolution rates. Chemical Geology. 1993;109:227–237.30.Yang HD, Wadleigh EE Dilute Surfactant IOR-Design Improvement for Massive, Fractured Carbonate Applications. SPE International Petroleum Conference and Exhibition in Mexico; Feb, 2000; Villahermosa, Mexico. Available from: https://onepetro.org/SPEIOCEM/proceedings-abstract/00IPCEM/All-00IPCEM/SPE-59009-MS/132336.31.Chen HL, Lucas LR, Nogaret LAD, et al. Laboratory Monitoring of Surfactant Imbibition Using Computerized Tomography. SPE Res Eval & Eng. 2001;4(01):16–25.32.Levine S, Sigmon R, Douglas S Yates Field – Super Giant of the Permian Basin. Houston Geol. Soc. Bull. 2002;45(3):39–45, 47–49, 51.33.Xie X, Weiss WW, Tong Z, Morrow NR Improved Oil Recovery from Carbonate Reservoirs by Chemical Stimulation. SPE/DOE 14th Symposium on IOR; Apr 2004; Tulsa, Oklahoma, USA. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8512537/.