Новые технологии нефтедобычи презентация

Содержание

New Production Technologies ЗАСЛУЖЕННЫЙ ЛЕКТОР ОБЩЕСТВА ИНЖЕНЕРОВ НЕФТЯННИКОВ Финансирование осуществляется Выделением грантов Фондом Общества Инженеров Нефтяников Общество выражает признательность тем компаниям, которые поддерживают программу

Слайд 1New Production Technologies
Новые технологии нефтедобычи
Морис Дюссо
Университет Ватерлоо
Ватерлоо, Онтарио, Канада

SPE

Distinguished Lecture Series — 2002-2003

Слайд 2New Production Technologies


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 3New Production Technologies
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 4New Production Technologies
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 (μ > 100 сП в пластовых условиях)
Резко увеличить извлекаемые запасы по всему миру

Слайд 5New Production Technologies
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 6New Production Technologies
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 7New Production Technologies
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 8New Production Technologies
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 9New Production Technologies
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 10New Production Technologies
Добыча битума в канадской провинции Альберта
2.2 MB/сутки
0.75 MB/day


Courtesy: Alberta EUB

Факт

Прогноз

Открытый способ

Слайд 11New Production Technologies
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 12New Production Technologies
“Старые” технологии

Слайд 13New Production Technologies
Старые технологии
Пароциклическая обработка паром
Вытеснение паром (многочисленные разновидности)
Процессы, основанные на

создании перепада давления (Δp)
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 Δp и μ)
Низкая коэффициент извлечения, высокие расходы на производство тепла, проблемы с эксплуатацией скважин

Слайд 14New Production Technologies
Процессы вытеснения паром

Гравитационная блокировка
«Обойденные» запасы
Низкий КИН
Большие потери тепла


«Расслоение» скважин








Зона закачки воздуха или горячей воды

Добывающие скважины


Слайд 15New Production Technologies
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 16New Production Technologies
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 17New Production Technologies
“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 18New Production Technologies
Характеристики “Luseland Field”
Структура “Bakken”(слабосцементированный)
Z = 800 м, φ

= 28 – 30%, k = 2-4 D
API = 11,5-13°, μ = 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 19New Production Technologies
“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 20New Production Technologies
График Добычи

Слайд 21New Production Technologies
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 22New Production Technologies
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 23New Production Technologies
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 24New Production Technologies
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 25New Production Technologies
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 26New Production Technologies

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 27New Production Technologies
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 28New Production Technologies
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 29New Production Technologies
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 30New Production Technologies
Схема лабораторной установки для испытания с пульсацией давления
Емкость с

песком

Слайд 31New Production Technologies
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 32New Production Technologies
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 33New Production Technologies
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 34New Production Technologies
Пример: увеличения добычи тяжелой нефти

500
Коллектор с характеристиками, близкими

к пределу применения технологии CHOPS:
10600 сП, φ = 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 35New Production Technologies
Технология импульсного давления и горизонтальные скважины

Слайд 36New Production Technologies
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 37New Production Technologies
Закачка инертного газа (IGI)










dm
нефть
газ
вода
Δp

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 γwg > γog + γwo

Газ нагнетается сверху в нефтеносный пласт для понижения нефтяного горизонта

Может достигаться высокий процент нефтеотдачи

Слайд 38New Production Technologies
Технология IGI, Схема







Зона залегания нефти,
двухфазная зона,
гидрофильный песок
Горизонтальные скважины,
параллельные

структуре

Закачка инертного газа

Перепад давления Δp 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 39New Production Technologies

Применение технологии IGI в горизонтальных пластах







ΔV/Δt]нефть + вода

= ΔV/Δt]газ
(поры заполнены)

CO2, N2, CH4,
другие газы

3-фазная область

2-фазная
область

Горизонтальные
скважины

Вертикальные
скважины

Δp ~ 0






Слайд 40New Production Technologies


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 Δp

Эксплуатационные скважины используются для выравнивания
пористости и предотвращения конусообразования

Слайд 41New Production Technologies
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 42New Production Technologies
Физические основы технологии SAGD
















Пар + нефть
+ вода + CH4

Уровень
жидкости

Нефть

и вода

θ

Боковое расширение
паровой зоны

«изолированная»
область

Обратный
поток




CH4 + нефть

Обратный
поток


Поддержание низкого перепада давления Δp для максимальной стабильности

Перекрывающие породы


Водяной подпор

Пробка холодного
битума

Слайд 43New Production Technologies





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 44New Production Technologies
Глиняные пропластки и SAGD


















ΔV
T


дегидроксилация?
дегидрация
Песчаник ΔV
Реакция глины
разрывы
обход
Применение технологии SAGD позволяет

преодолеть глиняные барьеры благодаря влиянию ΔV/ΔT и t

Глины непроницаемы для пара и их поведение отлично от поведения песков

>300°C

>125°C

Слайд 45New Production Technologies
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 46New Production Technologies
КИН при использовании технологии GAD
лабораторных условиях > 75-95% от

начальных запасов нефти. Почему?
Трехфазная последовательность — нефть не отделяется от системы ρ-потока (никакого пинцирования)
Даже нефть, находящаяся в зонах низкого k будет медленно дренироваться, и этому процессу будут способствовать температура и смешивание газов
В условиях Δ p отсутствует образование языков; коэффициент вытеснения заметно высок, а фронты устойчивы

Слайд 47New Production Technologies
Ганглии и технология GAD










γwg > γog + γwo
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 48New Production Technologies
Основные моменты технологии GAD
Для обеспечения стабильности процесса необходимо поддерживать

низкий перепад давления Δ 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 49New Production Technologies
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 50New Production Technologies
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 μ

Слайд 51New Production Technologies
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 52New Production Technologies
Благодарности
Общество Инженеров Нефтянников
Местное отделение Общества Инженеров Нефтянников
Донна

Ньюкум, - устроитель
Шерил Старк, - редактов
Коллег и компании

Слайд 53New Production Technologies
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



Похожие презентации

Федеральный государственный образовательный стандарт общего образования в контексте государственной политики в образовании20-21 апреля 2011 г.Санкт-Петербург 226
Творчество С. Боттичелли 245
А.Н.Радищев. Очерк жизни и творчества 234
Приоритеты государственной политики и основные направления модернизации образования в России 279
To Cloud or Not To Cloud ? 246
Светлейший князь Григо́рий Алекса́ндрович Потёмкин-Таври́ческий 249

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика