Тематический рубрикатор статей

Георесурсы T.25.№4.2023
Стр.
Скачать статью

Потенциал повышения эффективности заводнения на залежах нефти в карбонатных отложениях на месторождениях Республики Татарстан на основе ионно‑модифицированной воды

З.Р. Саптарова, А.А. Мамонов, С.А. Усманов, А.А. Лутфуллин, В.А. Судаков, М.С. Шипаева, А.А. Шакиров, С.А. Ситнов, В.К. Деревянко

Обзорная статья

DOI https://doi.org/10.18599/grs.2023.4.6

92-105
rus.

open access

Under a Creative Commons license

В статье представлен обзор по технологии ионно-модифицированного заводнения (low salinity, controlled salini-ty, Smart water), на сегодняшний день рассматриваемой в качестве одной из перспективных в области разработки залежей нефти в карбонатных коллекторах ввиду ее экономической эффективности и экологической безопасности. Рассмотрены основные механизмы и процессы, лежащие в основе технологии, а также представлены результаты лабораторных исследований, проведенных на керне зарубежных месторождений. Приведены результаты лабораторных исследований, включающие измерение краевого угла смачиваемости и фильтрационные эксперименты на образцах керна залежи нефти в карбонатных коллекторах восточного борта Мелекесской впадины Республики Татарстан. Рассматриваемые в настоящей статье верейские отложения представляют собой неклассический пример объекта испытания для закачки ионно-модифицированной воды, поскольку отличаются низкой пластовой температурой (23 °С), при которой эффективность технологии должна быть заведомо невысокой, в то время как основные исследования за рубежом были проведены для объектов со значительно большими пластовыми температурами. Однако, как показал ряд проведенных исследований, нахождение породы продолжительное время в контакте с ионно-модифицированной водой способствует значительной гидрофилизации ее поверхности, что подтверждается замерами краевого угла смачиваемости. При замере на образцах величина угла составляет порядка 138,3°, а после выдерживания его в ионно-модифицированной воде – 53,45°. Проведение фильтрационного эксперимента показало небольшой прирост коэффициента вытеснения нефти, который составил 9,2%. Полученные результаты показывают наличие потенциала к повышению нефтеотдачи при закачке Smart water в верейские отложения, хоть и требуют дальнейших исследований для подтверждения механизма воздействия.

 

Smart water, ионно-модифицированное заводнение, карбонатные отложения, смачиваемость, верейский горизонт

 

  • Гришин П.А., Ковалев К.М., Фомкин А.В. (2015). Перспективы применения ионно-модифицированной воды для заводнения карбонатных коллекторов. Нефтяное хозяйство, (10), с. 98–101.
  • Иванова А.А., Митюрев Н.А., Шилобреева С.Н., Черемисин А.Н.  (2019). Обзор экспериментальных методов исследования смачивающих свойств пород нефтяных коллекторов. Физика Земли, (3), с. 135–149. https://doi.org/10.31857/S0002-333720193135-149
  • Кузнецов А.М., Кузнецов В.В., Богданович Н.Н. (2011). О сохранении естественной смачиваемости отбираемого из скважин керна. Нефтяное хозяйство, (1), с. 21–23.
  • Михайлов Н.Н., Моторова К.А., Сечина Л.С. (2016). Геологические факторы смачиваемости пород-коллекторов нефти и газа. Neftegaz. ru, (3). https://magazine.neftegaz.ru/articles/prikladnaya-nauka/626760-geologicheskie-faktory-smachivaemosti-porod-kollektorov-nefti-i-gaza/
  • Моторова К.А. (2017). Микроструктурная смачиваемость коллекторов нефти и газа. Дис. канд. геол.-минерал. н. М.: РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 167 с.
  • Резаи Кучи М., Губайдуллин Ф.А. (2018). Применение ионно-модифицированной воды для увеличения нефтеотдачи из низкопроницаемых карбонатных коллекторов. Нефтяная провинция, (2), с. 100–109. https://doi.org/10.25689/NP.2018.2.100-109
  • Abbasi S., Khamehchi E. (2021). Investigation of permeability decline due to coupled precipitation/dissolution mechanism in carbonate rocks during low salinity co-water injection. Energy Reports, 7(2021), pp. 125–135. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2020.11.169
  • Abdallah W., Buckley J.S., Carnegie A., Edwards J., Herold B., Fordham E. (2007). Fundamentals of wettability. Oilfield Review, 19(2), pp. 44–61.
  • Afekare D., Radonjic M. (2017). From Mineral Surfaces and Coreflood Experiments to Reservoir Implementations: Comprehensive Review of Low Salinity Water Flooding (LSWF). Energy Fuels, 31(12), pp. 13043–13062. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.7b02730
  • Aghajanzade M.R., Ahmadi P., Sharifi M., Riazi M. (2019). Wettability Alteration of Oil-Wet Carbonate Reservoir using Silica-Based Nanofluid: An Experimental Approach. Journal of Petroleum Science and Engineering, (178), pp. 700–710. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2019.03.059
  • Al-Attar H.H., Mahmoud M.Y., Zekri A.Y., Almehaideb R., Ghannam M. (2013). Low-salinity flooding in a selected carbonate reservoir: experimental approach. Journal of Petroleum Exploration and Production Technology, 3, pp. 139–149. https://doi.org/10.1007/s13202-013-0052-3
  • Austad T. (2013). Chapter 13 – Water-Based EOR in Carbonates and Sandstones: New Chemical Understanding of the EOR Potential Using “Smart water”. Sheng J.J. (Ed.). Enhanced Oil Recovery Field Case Studies, Gulf Prof. Publ., pp. 301–335. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-386545-8.00013-0
  • Darvish Sarvestani A., Ayatollahi S., Bahari Moghaddam M. (2019). Smart water flooding performance in carbonate reservoirs: an experimental approach for tertiary oil recovery. Journal of Petroleum Exploration and Production Technology, 9, pp. 2643–2657. https://doi.org/10.1007/s13202-019-0650-9
  • Piñerez Torrijos I.D., Mamonov A., Strand S., Puntervold T. (2020). The role of polar organic components in dynamic crude oil adsorption on sandstones and carbonates. CT&F – Ciencia, Tecnología & Futuro, 10(2), pp. 5–16. https://doi.org/10.29047/01225383.251
  • Jackson M., Al-Mahrouqi D., Vinogradov J. (2016). Zeta potential in oil-water-carbonate systems and its impact on oil recovery during controlled salinity water-flooding. Scientific Reports, (6), 37363. https://doi.org/10.1038/srep37363
  • Katende A., Sagala F. (2019). A Critical review of Low Salinity Water Flooding: Mechanism, Laboratory and Field Application. Journal of Molecular Liquids, 278, pp. 627–649. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.01.037
  • Koochi M., Varfolomeev M., Shakirov A. (2020). Ion Modified Water Flooding in Low-Permeable Carbonates of Bashkirsky Formation in Russia-Tatarstan. European Association of Geoscientists & Engineers, Saint Petersburg, 2020, pp. 1–5. https://doi.org/10.3997/2214-4609.202053185
  • Mjos J.E., Strand S., Puntervold T., Gaybaliyev H. (2018). Effect of Initial Wetting on Smart water Potential in Carbonates. SPE EOR Conference at Oil and Gas West Asia, Muscat, Oman, March 2018. SPE-190414-MS. https://doi.org/10.2118/190414-MS
  • Rezaeidoust A., Puntervold T., Strand S., Austad T. (2009). Smart water as Wettability Modifier in Carbonate and Sandstone: A Discussion of Similarities/Differences in the Chemical Mechanisms. Energy & Fuels, 23(9), pp. 4479–4485. https://doi.org/10.1021/ef900185q
  • Sagbana P.L., Sarkodie K., Nkrumah W.A. (2022). A critical review of Carbonate reservoir wettability modification during low salinity waterflooding. Petroleum, 9(3), pp. 317–330. https://doi.org/10.1016/j.petlm.2022.01.006
  • Strand S., Puntervold T., Austad T. (2016). Water based EOR from Clastic Oil Reservoirs by Wettability Alteration: A Review of Chemical Aspects. Journal of Petroleum Science and Engineering, 146, pp. 1079–1091. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2016.08.012
  • Tafur N., Mamonov A., Khan M.A.I., Soto A., Puntervold T., Strand S. (2023). Evaluation of Surface-Active Ionic Liquids in Smart water for Enhanced Oil Recovery in Carbonate Rocks. Energy & Fuels, 37(16), pp. 11730–11742. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.3c01488
  • Treiber L.E., Owens W.W. (1972). A Laboratory Evaluation of the Wettability of Fifty Oil-Producing Reservoirs. SPE Journal, 12(6), pp. 531–540. https://doi.org/10.2118/3526-PA
  • Varfolomeev M., Rezaei Koochi M., Yuan Ch., Khayrtdinov R., Mustafin A., Glukhov M., Kadyrov R., Sudakov V., Usmanov S. (2022). Feasibility of Ion-Modified Water for Low Salinity Water Flooding: A Case Study for Ultra-High-Salinity Carbonate Reservoir in Akanskoe Oilfield Tatarstan, Russia. SPE Conference at Oman Petroleum & Energy Show, Muscat, Oman, March 2022. https://doi.org/10.2118/200046-MS
  • Yousef A.A., Al-Saleh, S., Al-Kaabi A., Al-Jawfi M. (2010). Laboratory Investigation of Novel Oil Recovery Method for Carbonate Reservoirs. Canadian Unconventional Resources and International Petroleum Conference, Calgary, Alberta, Canada, October 2010. https://doi.org/10.2118/137634-MS
  • Yousef A.A., Liu J., Blanchard G., Al-Saleh S., Al-Zahrani T., Al-Zahrani R., Al-Tammar H., Al-Mulhim N.(2012). SmartWater Flooding: Industry’s First Field Test in Carbonate Reservoirs. SPE Annual Technical Conference and Exhibition, San Antonio, Texas, USA, October 2012. https://doi.org/10.2118/159526-MS
  • Yu L., Standnes D., Skjæveland S. (2007). Wettability Alteration of Chalk by Sulphate Containing Water, Monitored by Contact Angle Measurement. International Symposium of the Society of Core Analysts, Calgary, Canada, September 2007. https://jgmaas.com/SCA/2007/SCA2007_01.pdf
  •  

Залина Ринатовна Саптарова – инженер, НОЦ «Моделирование ТРИЗ», Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия, 420008, Казань, ул. Большая Красная, д. 4
e-mail: saptarovazalina@yandex.ru

Александр Артурович Мамонов – научный сотрудник, Университет Ставангера
Норвегия, Ставангер, 4033

Сергей Анатольевич Усманов – старший преподаватель, Институт геологии и нефтегазовых технологий, Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия, 420008, Казань, ул. Большая Красная, д. 4

Азат Абузарович Лутфуллин – кандидат техн. наук, заместитель начальника департамента разработки месторождений, ПАО «Татнефть»
Россия, 423450, Альметьевск, ул. Ленина, д. 75

Владислав Анатольевич Судаков – директор, НОЦ «Моделирование ТРИЗ», заместитель директора по инновационной деятельности, Институт геологии и нефтегазовых технологий, Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия, 420008, Казань, ул. Кремлевская, д. 18

Мария Сергеевна Шипаева – технический директор, ООО «Геоиндикатор»; инженер, НОЦ «Моделирование ТРИЗ», Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия, 420008, Казань, ул. Большая Красная, д. 4

Артур Альбертович Шакиров – генеральный директор, ООО «Геоиндикатор»; заместитель директора, НОЦ «Моделирование ТРИЗ», Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия, 420008, Казань, ул. Большая Красная, д. 4

Сергей Андреевич Ситнов – кандидат хим. наук, старший научный сотрудник, Институт геологии и нефтегазовых технологий, Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия, 420008, Казань, ул. Большая Красная, д. 4

Вадим Константинович Деревянко – инженер, Институт геологии и нефтегазовых технологий, Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия, 420008, Казань, ул. Большая Красная, д. 4

 

Для цитирования:

Саптарова З.Р., Мамонов А.А., Усманов С.А., Лутфуллин А.А., Судаков В.А., Шипаева М.С., Шакиров А.А., Ситнов С.А., Деревянко В.К. (2023). Потенциал повышения эффективности заводнения на залежах нефти в карбонатных отложениях на месторождениях Республики Татарстан на основе ионно-модифицированной воды. Георесурсы, 25(4), c. 92–105. https://doi.org/10.18599/grs.2023.4.6

For citation:

Saptarova Z.R., Mamonov A.A., Usmanov S.A., Lutfullin A.A., Sudakov V.A., Shipaeva M.S., Shakirov A.A., Sitnov S.A., Derevyanko V.K. (2023). Potential for improving the efficiency of carbonate oil deposits waterflooding with the use of controlled salinity technology (Smart water) at fields of Tatarstan Republic. Georesursy = Georesources, 25(4), pp. 92–105. https://doi.org/10.18599/grs.2023.4.6

© 2025 Коллектив авторов