Ученые ТюмГУ совершенствуют модели для увеличения нефтеотдачи

О том, как преодолеть проблемы добычи вязкой нефти и обводненности скважин рассказывает инженер ТюмГУ Александр Гильманов.
Ученые ТюмГУ совершенствуют модели для увеличения нефтеотдачи
Ученые ТюмГУ совершенствуют модели для увеличения нефтеотдачи

Продолжаем цикл интервью с учеными ТюмГУ – победителями конкурса лучших проектов фундаментальных научных исследований. Конкурс совместно проводили Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ) и Правительство Тюменской области. Сегодня наш гость – инженер кафедры моделирования физических процессов и систем Физико-технического института ТюмГУ Александр Гильманов. Тема гранта группы ученых, которую он возглавляет – «Прогноз и оптимизация методов увеличения нефтеотдачи для месторождений Тюменской области с помощью интегральных моделей».

– Александр Янович, наверное, целесообразно сначала вкратце описать ситуацию, в которой на сегодня находится нефтедобывающая отрасль?

– Известно, что у нас в Западной Сибири месторождения начали разрабатываться ещё в 60-70-е годы прошлого века. Когда начали добычу, то качали, выкачивали всё, что можно было выкачать. И порой просто не задумывались о том, откуда впоследствии будем брать нефть, где-то разработка велась нерационально. Сегодня некогда самые крупные месторождения, такие, как Самотлор, стали уже достаточно обводненными, то есть в извлекаемом из недр потоке большая доля воды, либо просто мало осталось нефти – большая доля нефти уже извлечена. Поэтому приходится разрабатывать другие запасы. В тюменском регионе из трудно извлекаемых запасов самый известный пример – Русское месторождение. Это месторождение с высоковязкой нефтью. Сложность добычи такой нефти в том, что, поскольку вязкость характеризует способность к текучести, притекать к скважине нефть будет крайне медленно и в малых количествах. Высоковязкая нефть выглядит как очень густой мед или смола. Её много в Канаде – там есть так называемые битумы (смесь густой нефти, воды и песка), залегающие вблизи поверхности, это выглядит, как нефтяные камни. Если мы начинаем нефть нагревать, то её вязкость снижается, консистенция становится более текучей, и её легче добыть из пласта. Для этого нужны тепловые методы увеличения нефтеотдачи. И вот эти две проблемы – вязкость и обводненность – мы решаем в рамках нашего гранта.

– Расскажите о предыстории проекта.

– Мы ещё в 2017 году начали заниматься тепловыми методами увеличения нефтеотдачи, это актуальная тема в том числе для нашего тюменского региона – для того, чтобы поддерживать темпы добычи нефти. Как правило, технологии достаточно дорогостоящие, поэтому мы занимаемся моделированием этих технологий для прогноза их применения. Уже существующие на сегодняшний день модели позволяют рассчитать ряд технологических параметров, но не приводят к простым однозначным алгоритмам оптимизации этих методов, которые позволили бы получить в том числе и экономическую выгоду. И поэтому мы стали разрабатывать более совершенные модели для методов увеличения нефтеотдачи. С 2017-го года у нас есть ряд публикаций как в «Вестнике ТюмГУ», так и в рецензируемых журналах, находящихся в международных базах, таких как, например, научный журнал «Известия Российской академии наук. Механика жидкости и газа».

– Как модели осуществляют прогноз методов увеличения неефтеотдачи?

– Модель рассчитывает параметры, которые уже при взаимодействии с нефтяными компаниями можно использовать на реальном месторождении. Компании могут для своей скважины подобрать параметры закачки, расхода пара. Либо, если технология касается, например, полимер-дисперсного заводнения, то они могут подобрать параметры этого полимера, чтобы более эффективно выровнять фронт вытеснения. Такой фронт – это когда в пласте нефть вытесняется с помощью воды. Поясню, в чём заключается технология полимер-дисперсного заводнения. Если есть более проницаемые пропластки, то там, соответственно, вода в добывающую скважину будет прорываться раньше, и мы получим на выходе вместо нефти смесь нефти и воды с большой долей воды – это невыгодно. И для того, чтобы выравнивать показатели, чтобы вода шла везде одинаково, закачивается полимер. Необходимый объём закачки полимера как раз можно рассчитать с помощью наших моделей. Оптимизация процесса заключается в том, что нужно подобрать такой объём закачки, который бы, с одной стороны, максимально выровнял фронт вытеснения, с другой – не слишком сильно забил пористую среду и не слишком снизил скорость притока нефти к скважине.

– В рамках гранта что-то сделано? Несколько месяцев ведь прошло с момента начала работы над ним…

– Да, мы уже отправили на публикацию статью в «Инженерно-физический журнал», скоро она выйдет в свет. У нас будет участие в конференциях. Так, один участник гранта поедет на конференцию в Красноярск. Ну и планируем выступить (рефераты уже подали) в октябре на «Российской нефтегазовой технической конференции (SPE)». Ждем результатов отбора.

– Кто входит в рабочую группу гранта?

– У нас небольшой состав: я, как руководитель, и инженер нашей кафедры Татьяна Николаевна Ковальчук. Я занимаюсь тепловыми методами увеличения нефтеотдачи. А она – полимер-дисперсным заводнением. Помимо этого, конечно, у нас есть сопровождение, ученые, которые не включены в грант, но мы тесно взаимодействуем: это профессор нашей кафедры Александр Павлович Шевелев и научный руководитель Физико-технического института Константин Михайлович Федоров.

– Вы всё это делаете в непосредственном взаимодействии с нефтяниками-практиками…Фото Гильманов.jpg

– Да, Константин Михайлович взаимодействует непосредственно с Тюменским нефтяным научным центром. Мы надеемся, что это нам позволит получить хорошие данные и посчитать по нашей модели что-нибудь для них. Тепловые методы активно развиваются ещё и в Татарстане, поэтому наши модели должны заинтересовать нефтяников республики, особенно если мы выступим на «Российской нефтегазовой технической конференции (SPE)». Это выступление позволит нам узнать мнение нефтяников не только Татарстана, но и всей России.

«Лукойл» занимается разработкой Ярегского месторождения в Республике Коми. Там они рассматривают возможность добычи нефти с помощью тепловых методов. Мы с ними контактировали однажды на одной из прошлых конференций SPE, частичный интерес у них наши разработки вызывали, но дальнейших контактов налажено не было. Сейчас, когда мы разработаем окончательную модель, она их, надеемся, заинтересует. Одним из тепловых методов, который рассматривается для применения на этом месторождении, является парогравитационный дренаж, когда с помощью горизонтальных скважин закачивается пар, идёт вверх в пласте в силу своей меньшей плотности, попутно нагревая нефть, конденсируется. Затем нагретая нефть - уже меньшей вязкости, и вода стекает к добывающей скважине.

– Студенты включаются в работу?

– Да, какую-то часть задач в рамках дипломных и курсовых работ они вполне могут выполнять.

– Ваши магистранты уже работают на месторождениях в нефтяных компаниях, их научные работы нефтяные компании берут на заметку, реализуют их…

– И наш грант – не исключение. Татьяна Ковальчук как раз магистрант, а я – аспирант ТюмГУ.


Источник:

Управление стратегических коммуникаций ТюмГУ

 

 

 

Рубрики:
Меню