Tashkent Section

15 Мая 2023 г. в стенах AO «O'ZLITINEFTGAZ» Ташкентская секция «Общество инженеров нефтегазовой промышленности» организовала семинар в рамках программы SPE Distinguished Lecturer. На повестке дня был заявлен доклад: «Acid Stimulation of Carbonate Formations: Matrix Acidizing or Acid Fracturing?» («Кислотная интенсификация притока карбонатных коллекторов: кислотная обработка матрицы или кислотный гидроразрыв пласта»).

С докладом выступил Dr. A. Daniel Hill – почетный профессор факультета нефтегазового дела Техаского A&M университета. Доктор Хилл имеет степень бакалавра в Техаском университете A&M, степень магистра и доктора философии в Техасском университете в Остине в области химической инженерии. Является автором 5 книг, более 200 технических статей и пяти патентов. За свою карьеру получил множество наград SPE, с 2014 по 2017 год был членом совета директоров SPE. В 2019 году профессор Хилл был удостоен наивысшего университетского звания - Regents Professor. Профессор Хилл также является держателем именного исследовательского гранта компании Noble (Noble Chair).

В своём докладе Dr. A. Daniel Hill отметил, что:

1. Семинар посвящен вопросу интенсификации притока скважин, построенных в карбонатных коллекторах, широко распространенных в мире (до 40% всех нефтяных месторождений традиционного типа согласно оценке SLB, 2007 г., в том числе крупнейшие месторождения, такие как месторождение Гавар). Карбонатные коллектора характеризуются гетерогенным строением и хорошо поддаются растворению кислотой. Среди основных пород – известняк, доломит или их сочетание.
2. Кислотная интенсификация притока разделяется на 2 типа: кислотная обработка матрицы СКО (при закачке кислоты до давления гидроразрыва) и кислотный гидроразрыв пласта КГРП. В первом случае нагнетаются сравнительно небольшие объемы кислоты при радиусе воздействия до 10 м. В случае КГРП создается трещина, аналогичная таковой при проппантном гидроразрыве пласта (ПГРП), проводимость которой обусловлена несимметричным протравливанием кислотой поверхностей трещины.
3. При СКО формируются каналы – червоточины, эффективность которых в значительной степени определяется условиями проведения мероприятия, в том числе скоростью закачки кислоты, что было определено при физическом моделировании на образцах породы разных размеров. В ходе лабораторных исследований был установлен способ определения оптимальной скорости закачки кислоты для достижения наиболее эффективной кислотной обработки (максимальный эффект при относительно низком объёме прокачиваемой кислоты).
4. На основе опыта проведения СКО на скважинах месторождений Ближнего Востока и Северного моря было установлено, что скин-фактор после мероприятия в среднем достигает -4 (эквивалентный удваиванию продуктивности скважины по сравнению с продуктивностью скважин с нулевым скин-фактором). Для коллекторов с низкими значениями проницаемости СКО характеризуется относительно низкой эффективностью.
5. При КГРП после инициирования трещины, нагнетается кислота по трещине, которая неравномерно растворяет поверхность трещины, что обеспечивает её проводимость после закрытия. Проводимость трещины определяется многими параметрами, среди которых геостатистические параметры породы, свойства кислоты и условия закачки. Продуктивность скважины после КГРП зависит от протравленной длины трещины, а также остаточной проводимости протравленной части трещины после снятия давления.
6. Таким образом, выбор способа интенсификации притока является нетривиальной задачей, при котором целесообразно определить отсечку по проницаемости при прочих равных условиях (твердости породы, горизонтальном напряжении, минералогии). Профессор Хилл предлагает методику, согласно которой строится пара кривых зависимости безразмерной продуктивности скважины от проницаемости для СКО и КГРП. На графике пересечения этих кривых можно найти отсечку по проницаемости, больше которой скважина является кандидатом для проведения СКО, и ниже которой – для КГРП. Для базового расчетного кейса (высокое содержание известняка, глубина залегания 3048м, Sres=3500 бар), отсечка по проницаемости была определена на уровне 22 мД (т.е. для пород с проницаемостью ниже 22 мД рекомендуется проводить КГРП).
7. Таким образом, имеется ряд параметров, которые определяют предпочтительный метод интенсификации притока карбонатного коллектора, включая свойства пласта (проницаемость, сжимаемость), тип и свойства пластового флюида (вязкость), условия формирования червоточин (скорость закачки), геомеханические параметры (напряжения, модуль Юнга), а также объем и тип кислоты. Для каждого сценария определяется отсечка по проницаемости, определяющая выбор мероприятия.
8. Наибольшая эффективность от СКО достигается на высокопроницаемых карбонатных коллекторах с высоким содержанием кальцита (доломиты хуже растворяются в кислоте). КГРП характеризуется относительно более высокой стоимостью и сложностью исполнения, но в случае успешного проведения обеспечивает существенный прирост добычи. 
9. ГРП сложно реализовать на месторождениях с сильно развитой системой природных трещин вследствие невозможности создания достаточного давления для гидроразрыва пласта. По аналогичным причинам проведение КГРП после успешного СКО нецелесообразно (не обеспечивается существенный прирост добычи).
10. В случае, когда геологические условия неблагоприятны для проведения СКО и КГРП, альтернативной технологией для интенсификации добычи из карбонатного коллектора является ПГРП. Управляемость процессом создания трещины в случае ПГРП сопоставима с КГРП. Реализуемость дизайна ГРП в обоих случаях в значительной степени определяется геомеханической моделью месторождения. В результате чего, геометрия трещин (в т.ч. высота трещин) после проведения ГРП может отличаться в рамках одного месторождения, что подтверждалось микросейсмическим мониторингом. Проведение ПГРП является технологически более сложным мероприятием по сравнению с КГРП.
11. Для каждого типа коллектора существует граничное значение проницаемости ниже которого проведение КГРП является более предпочтительной технологией для интенсификации притока, чем проведение СКО.
12. В рамках данного исследования производилась оценка технологической эффективности СКО и КГРП при одинаковом объёме закачиваемой кислоты. Конечное решение о выборе той или иной технологии должно базироваться на основе оптимально-подобранного дизайна для каждого вида технологии с последующей оценкой экономической эффективности с учетом сопряжённых рисков реализации этих мероприятий.

Доклады оказались очень интересными и актуальными для нефтяной и газовой промышленности Республики Узбекистан. В ходе семинара слушатели активно задавали вопросы и обменивались знаниями и опытом на тему доклада.