В связи с тем, что промышленная добыча нефти и газа ведётся уже более века, «традиционные», наиболее легкодоступные запасы нефти истощаются. В связи с этим, значительно растёт доля трудноизвлекаемых запасов, как в мире, так и в России. К трудноизвлекаемым запасам относятся залежи, обладающие низкими фильтрационными характеристиками и высокой степенью макро и микронеоднородности, а также залежи высоковязкой нефти и природных битумов. По данным World Energy Council, геологические запасы сверхвязкой нефти и природных битумов в России составляют 55 млрд. тонн, что является значительным показателем. Разработка месторождений с высоковязкой нефтью стандартной технологией заводнения не даст высокого показателя извлечения нефти.
С целью наиболее эффективной разработки таких месторождений необходимо использовать третичные методы увеличения нефтеотдачи. В настоящее время существует значительное количество видов таких технологий и их комбинаций. Целью этих методов является увеличение подвижности пластовой нефти посредством таких явлений как температурное снижение вязкости нефти, снижение поверхностного натяжения на границе фаз, снижение вязкости нефти за счёт растворения в ней газа, снижение вязкостного соотношения нефти и вытесняющего её агента, дистилляция в пласте лёгких фракций.
Наш интерес привлекла технология микробиологического воздействия на пласт. Общеизвестно, что нефтяные месторождения населяют ферментативные сульфат-, серо- и железовосстанавливающие бактерии, а также ацетат- и метанпродуцирующие бактерии. [1]
Микробиологическое воздействие заключается во внутрипластовом биосинтезе углекислоты и промежуточных продуктов, обладающих нефтевытесняющими свойствами (биоПАВы, полисахариды, органические кислоты, спирты, альдегиды). Продукты биосинтеза микроорганизмов понижают вязкость нефти, уменьшают межфазное натяжение на границе раздела сред нефть/порода и нефть/вода, а также могут помочь восстановлению проницаемости вследствие удаления парафина и закупоривающих масс у входа в пористые зоны. Суммарное воздействие приводит к тому, что ранее неподвижная и неизвлекаемая нефть становится подвижной, она выносится к продуктивным скважинам, что приводит к увеличению добычи.
Микробиологические методы увеличения нефтеотдачи используют такие компании, как Titan Oil Recovery Inc., Glori Energy совместно с Statoil, Total, Du Pont совместно с BP, Chevron. Из российских компаний наиболее активно применяет микробиологические методы ОАО «Татнефть». При этом география применения данных методов увеличения нефтеотдачи обширна: США, Канада, Бразилия, Болгария, Азербайджан, Румыния, Германия, Россия, Китай. [2]
Технология активации пластовой микрофлоры заключается в циклической закачке неорганической питательной среды и культуры микроорганизмов в нефтяные коллекторы, что стимулирует увеличение количества нефтеокисляющих бактерий. Микрофлора тесно связана между собой — для обеспечения метаболизма метанпродуцирующих бактерий необходимы продукты жизнедеятельности других микроорганизмов — ацетатпродуцирующих бактерий. Активация нефтеокисляющих бактерий, ацетогенов, и как следствие, метаногенов, происходит в ходе нагнетания азотных и фосфорных минеральных солей. [1]
Далее, мы предлагаем идею о применении водогазового воздействия для поддержания жизнедеятельности бактерий на регулярной основе. В качестве растворяемого в воде газа рассматриваются углекислый газ или дымовой газ, так как непосредственно СО2 необходим для метаболизма метаногенов, а он входит в состав дымового газа. Известны разновидности технологии водогазового воздействия с этими двумя газами. Они позволяют не только повысить КИН, но и провести утилизацию больших объемов добываемого попутно с нефтью углеводородного газа, который часто сжигается на факелах. Водогазовое воздействие на пласт аккумулирует преимущества вытеснения нефти водой и газом и устраняет присущие им недостатки. [4]
Углекислый газ, растворённый в воде, гораздо лучше растворяется в нефти, и переходя из воды в нефть, создает пониженное поверхностное натяжение на разделе фаз. Образующаяся при растворении СО2 в воде угольная кислота Н2СО3 растворяет некоторые виды цемента и пород пласта и повышает проницаемость. Согласно лабораторным данным БашНИПИнефти, проницаемость карбонатных пород, а конкретно доломитов, повышается на 6–7 %. При растворении в нефти, CO2 понижает её вязкость. Так же в присутствии двуокиси углерода снижается набухаемость частиц глины. [3]
Сходный механизм имеет и применение растворённого дымового газа, так как он имеет в своём составе СО2, и помимо этого, другие вещества, такие как азот и сера, которые так же необходимы для поддержания жизнедеятельности бактерий. Дымовой газ можно получить непосредственно на месторождении с помощью постройки установок для сжигания попутного газа. При систематическом нагнетании водогазовая смесь будет распространять и снабжать микрофлору, а так же положительно влиять на процесс вытеснения нефти. Однако следует принимать во внимание факторы, влияющие на применение этого метода. Оптимальный диапазон рН для роста метанообразующих бактерий, — 6,5–7,5. Оптимальная температура — 20–50 ᵒС. Кроме того, необходимо учитывать, что диоксид углерода способствует коррозии оборудования. Следовательно, нужно принимать меры по снижению влияния коррозии путём использования ингибиторов коррозии. Так же, в целях экономии средств, рекомендуется производить реинжекцию газа, отделяя его от добываемой продукции, и повторно закачивая в пласт.
В заключение необходимо упомянуть, что универсального метода увеличения нефтеотдачи на данный момент не изобретено, и применение каждого из них требует детального изучения особенностей месторождения. Тем не менее, идея комбинированного использования микробиологического и водогазового воздействия, с развитием технологий, а также выведением новых штаммов бактерий, может получить развитие.
Литература:
- «Микробиологический метод повышения нефтеотдачи» Т. Н. Назина, А. А. Григорян, Н. М. Шестакова, Т. Л. Бабич, Н. К. Павлова, В. С. Ивойлов, С. С. Беляев, М. В. Иванов, Российская Академия Наук, Москва; Q.Feng, F.Ni, J.Wang, Dagang Oilfield Co., Китай; Y.She, T.Xiang, B.Mei, Университет Янцзы, Китай; Z.Luo, Petrochina Co.Ltd., Китай
- «Применение микробиологического воздействия для увеличения нефтеизвлечения» Г. И. Сабахова, К. Р. Рафикова, М. Р. Хисаметдинов (институт «ТатНИПИнефть»)
- «Вторичные и третичные методы увеличения нефтеотдачи пластов» М. Л. Сургучёв г.Москва, изд-во «Недра», 1985 г.
- «Водогазовое воздействие на пласт: механизм действия, известные технологии» А. Н. Дроздов, В. П. Телков, Ю. А. Егоров.
