Исследование эффективности контроля разработки залежи высоковязкой нефти по технологии SAGD посредством многоволнового сейсмического мониторинга

Глава 1. Современное состояние сейсмических методов контроля разработки залежей высоковязкой нефти по технологии SAGD.

В первой главе проводится литературный обзор развития методов добычи тяжелых (ТН) и высоковязких (ВВН) нефтей, а также сейсмических методов контроля и управления их разработкой в России и в мире.

Месторождения ВВН и природных битумов (ПБ) относятся к трудноизвлекаемым запасам нефти [Искрицкая Н.И. 2006]. Интерес к промышленному освоению месторождений ВВН и ПБ наблюдается с середины 70-х гг. 20 века. Он был вызван энергетическим кризисом. В настоящее время трудноизвлекаемым запасам уделяется всё больше внимания [Николин И.В. 2007]. Россия, Канада и Венесуэла обладают наибольшими запасами этого сырья. В настоящее время в России сложилась ситуация, когда рентабельное освоение месторождений ВВН и ПБ является насущной проблемой, как для государства, так и для частных инвесторов [Николин И.В. 2007]. Её решение возможно только путём промышленного внедрения накопленного научного потенциала в данной области.

Метод парогравитационного дренажа (SAGD - Steam assisted gravity drainage), относится к тепловым методам добычи ТН и ВВН. Этот метод был разработан доктором Роджером Батлером в 1978 году [Butler and Stephens 1981, Butler, R.M. 1991]. В период с 1983 по 1995 гг. он был внедрён в производство и на сегодняшний день доказал свою эффективность по сравнению с другими тепловыми методами разработки залежи.

Разработка месторождения ТН методом SAGD требует значительно большего объёма информации о свойствах пород-коллекторов, чем это необходимо при разработке залежей традиционной нефти. В настоящее время в мире выполнен большой объём измерений и моделирования скоростей продольных и поперечных волн в ТН [Wang Z. 2000, Han D.-H. 2008], а также в породах, содержащих ТН [Kato A. 2008, Han D. 2007, Bogdanov I.I. 2007] при различных давлениях и температурах. Также проводилась оценка применимости уравнений Био и Гассманна для прогноза скорости в породе, насыщенной ТН [Wang A. 2000, Mavko G. 2000]. Параллельно с этим проводилось моделирование изменения в пространстве упругих характеристик отложений разрабатываемого пласта, возникающих в ходе роста паровой камеры, и их изменение в зависимости от температуры, давления и характера насыщения [Bianco E. 2008, Wolf K. 2008].

Мировая практика показала, что во многих случаях сейсмический мониторинг добычи ПБ и ТН по технологии SAGD позволяет увеличить дебит скважин. Обеспечивается это увеличение тем, что данные сейсморазведки позволяют провести более детальное исследование характеристик залежи и обеспечить лучшее управлении добычей нефти.

Эффективность сейсмического мониторинга с использованием продольных волн показана в работах [Curtis С. 2002, Forgues E. 2006, Xu Y. 2008, Roy B. 2008] на примере различных месторождений ТН и ПБ расположенных в Венесуэле и Канаде. Эффективность сейсмического мониторинга, использующего отражённые PP и обменные PS волны на примере месторождений, расположенных в Канаде, показана в работах [Watson I.A. 2002, Gray D. 2003, Soubatcheva N. 2006, Nakayama T. 2008]. Кроме мониторинга с активными источниками возбуждения применяются также пассивные сейсмические методы и мониторинг дневной поверхности [Maxwell S.C. 2008].

В России был выполнен большой объём исследований закономерностей пространственных и временных изменений свойств ТН и ВВН [Ященко И.Г. 2008, Полищук Ю.М. 2004, Полищук Ю.М. 2005, Ан В.В. 2000, Якуцени В.П. 2007]. Исследования упругих и тепловых свойств пород, содержащих ТН, в России начали проводиться только в последнее время [Попов Ю.А. 2009]. Применение метода SAGD в России пока весьма ограничено. В последние несколько лет данный метод успешно применяется компанией <ЛУКОЙЛ-Коми> на Ярегском месторождении ТН.

Пока не опубликованы результаты сейсмического мониторинга процесса SAGD ни на одном из месторождений ТН, расположенных в России, хотя такие работы выполнялись. Высокую эффективность показало применение метода ВСП для изучения зависимости скоростей упругих волн от температуры на Ярегском месторождении [Чертенков М.В. 2007].

На основе проведённого обзора литературных данных в первой главе делается вывод об эффективности применения сейсмических методов для мониторинга разработки залежей ТН по технологии SAGD, а также о перспективности развития этого направления.