Тематический рубрикатор статей

Георесурсы T.25.№4.2023
Стр.
Скачать статью

Оценка эффективности добычи сверхвязкой нефти методом внутрипластового каталитического облагораживания при пароциклической стимуляции: от лабораторного скрининга до гидродинамического моделирования

Р.Э. Сафина, С.А. Усманов, И.Ф. Минханов, И.И. Мухаматдинов, Я.О. Симаков, А.В. Вахин, В.А. Судаков, М.А. Варфоломеев, Д.К. Нургалиев

Оригинальная статья

DOI https://doi.org/10.18599/grs.2023.4.7

106-114
rus.

open access

Under a Creative Commons license

В статье представлен метод оценки эффективности разработки залежи сверхвязкой нефти с использованием технологии внутрипластового каталитического облагораживания при пароциклической стимуляции и результаты его применения в масштабе пилотного участка. Данная технология предполагает закачку нефтерастворимого катализатора в пласт после нескольких циклов закачки пара и добычи нефти. По результатам проведенных лабораторных исследований, преобразование нефти в пласте в присутствии катализатора выражено в динамическом снижении вязкости нефти и увеличении нефтевытеснения. Для оценки эффективности технологии в масштабе пилотного участка использовалась термическая гидродинамическая модель, созданная на основе результатов лабораторных исследований. Процесс облагораживания нефти представлен в модели реакцией перехода от исходной нефти к преобразованной, при этом учитывались снижение вязкости нефти и снижение остаточной нефтенасыщенности в зависимости от степени облагораживания. В предлагаемом в статье подходе к описанию процесса облагораживания кинетические параметры реакции и свойства преобразованной нефти настраивались по результатам экспериментов в реакторе высокого давления и на фильтрационной установке. Гидродинамическое моделирование в масштабе пилотного участка показывает зависимость эффективности каталитического облагораживания от равномерности распределения температуры по стволу скважины, наличия остаточной нефти и от коллекторских свойств в радиусе дренирования скважины. Показано, что эффект каталитического облагораживания в случае пароциклической обработки скважины определяется не только физико-химическими изменениями состава нефти, но и адсорбционной возможностью катализатора, прогревом по стволу скважины и взаимодействием матрица-порода. Согласно результатам моделирования, выбор оптимального объема катализатора и сценария закачки позволяет извлекать до 25% дополнительной нефти, что открывает значительные перспективы повышения эффективности паротепловых методов воздействия при использовании внутрипластового каталитического облагораживания.

 

каталитическое облагораживание, сверхвязкая нефть, гидродинамическое моделирование, каталитический акватермолиз

 

  • Кудряшов С.И., Афанасьев И.С., Соловьев А.В., Петрашов О.В., Сансиев Г.В., Дубровин К.А., Волик А.И., Симаков Я.О., Вахин А.В., Мухаматдинов И.И., Ситнов С.А., Минханов И.Ф., Варфоломеев М.А., Болотов А.В., Нургалиев Д.К. (2022). Технология каталитического акватермолиза на месторождении Бока де Харуко: от идеи до практического применения. Нефтяное хозяйство, (9), с. 37–41. https://doi.org/10.24887/0028-2448-2022-9-37-41
  • Минханов И.Ф., Болотов А.В., Аль-Мунтасер А.А., Мухаматдинов И.И., Вахин А.В., Варфоломеев М.А. и др. (2021). Исследования эффективности вытеснения нефти паром с использованием растворителя и катализатора. Нефтяное хозяйство, (6), с. 54–57. https://doi.org/10.24887/0028-2448-2021-6-54-57
  • Alonso-Ramírez G. et al. (2018). Analysis of the thermal hydrocracking of heavy fuel oil. Petroleum Science and Technology, 36(7), pp. 507–513. https://doi.org/10.1080/10916466.2018.1428627
  • Alonso-Ramírez G. et al. (2021). Catalytic hydrocracking of a Mexican heavy oil on a MoS2/al2o3catalyst: II. Study of the transformation of isolated aromatics fraction obtained from SARA analysis. Fuel, 288, pp. 119541. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.119541
  • Anikin, O.V., Bolotov, A.V., Minkhanov, I.F. et al. (2022). Factors influencing hydrogen peroxide decomposition dynamics for thermochemical treatment of bottomhole zone. J Petrol Explor Prod Technol, (12), pp. 2587–2598. https://doi.org/10.1007/s13202-022-01507-z
  • Askarova A. et al. (2020). Thermal enhanced oil recovery in deep heavy oil carbonates: Experimental and numerical study on a hot water injection performance. Journal of Petroleum Science and Engineering, 194, 107456. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2020.107456
  • Bueno Zapata N., Morales Mora O.A., Mejía Cárdenas J.M. (2019). Practical kinetic coupling to multi-component and multi-phase flow transport during in-situ heavy oil upgrading processes using an equation of state-based numerical reservoir simulation. SPE Reservoir Characterisation and Simulation Conference and Exhibition, Abu Dhabi, UAE. https://doi.org/10.2118/196667-MS
  • Maity S.K., Ancheyta J., Marroquín G. (2010). Catalytic aquathermolysis used for viscosity reduction of heavy crude oils: A review. Energy & Fuels, 24(5), pp. 2809–2816. https://doi.org/10.1021/ef100230k
  • Minkhanov I.F., Chalin V.V., Tazeev A.R., Bolotov A.V., Mukhamatdinov I.I. et al. (2023). Integrated Modeling of the Catalytic Aquathermolysis Process to Evaluate the Efficiency in a Porous Medium by the Example of a Carbonate Extra-Viscous Oil Field. Catalysts, 13(2), p. 283. https://doi.org/10.3390/catal13020283
  • Morrow, A.W., Mukhametshina, A., Aleksandrov, D., Hascakir B. (2014).Environmental Impact of Bitumen Extraction with Thermal Recovery. SPE Heavy Oil Conference-Canada, Calgary, Alberta, Canada. https://doi.org/10.2118/170066-MS
  • Nazarova G.Y. et al. (2021). A model of catalytic cracking: Product distribution and catalyst deactivation depending on saturates, aromatics and resins content in feed. Catalysts, 11(6), p. 701. https://doi.org/10.3390/catal11060701
  • Tirado A. et al. (2022). Kinetic modeling of aquathermolysis for upgrading of heavy oils. Fuel, 310, 122286. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.122286
  • Vakhin A.V., Aliev F.A., Mukhamatdinov I.I., Sitnov S.A., Kudryashov S.I., Afanasiev I.S., Petrashov O.V., Nurgaliev D.K. (2021). Extra-heavy Oil Aquathermolysis Using Nickel-based Catalyst: Some Aspects of in-situ Transformation of Catalyst Precursor. Catalysts, 11(2), 189, pp. 1–22. https://doi.org/10.3390/catal11020189
  • Vakhin А.V., Aliev F.A., Mukhamatdinov I.I., Sitnov S.A., Pyataev A.V., Kudryashov S.I., Afanasiev I.S., Solovev A.V., Sansiev G.V., Antonenko D.A. et al. (2023). Catalytic activity of bimetallic nanoparticles based on iron and nickel sulfides for hydrogenolysis of heavy oil in case of Boca de Jaruco reservoir. Molecular catalysis, 546, 113261. https://doi.org/10.1016/j.mcat.2023.113261
  • Vakhin A.V., Mukhamatdinov I.I., Aliev F., Feoktistov D., Sitnov S.A., Gafurov M., Minkhanov I.F., Varfolomeev M.A., Nourgaliev D.K., Simakov Ia.O., Latypov A., Petrashov O., Solovev A., Sansiev G. (2021). Industrial Application of Nickel Tallate Catalyst During Cyclic Steam Stimulation in Boca De Jaruco Reservoir. SPE Russian Petroleum Technology Conference. https://doi.org/10.2118/206419-MS
  •  

Регина Эдуардовна Сафина – инженер, Институт геологии и нефтегазовых технологий, Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия, 420111, Казань, ул. Большая Красная, д. 4
e-mail: safinar101@gmail.com

Сергей Анатольевич Усманов – старший преподаватель, Институт геологии и нефтегазовых технологий, Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия, 420111, Казань, ул. Большая Красная, д. 4

Ильгиз Фаильевич Минханов – старший преподаватель, Институт геологии и нефтегазовых технологий, Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия, 420111, Казань, ул. Большая Красная, д. 4

Ирек Изаилович Мухаматдинов – кандидат техн. наук, старший научный сотрудник, Институт геологии и нефтегазовых технологий, Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия, 420111, Казань, ул. Лобачевского, д. 1/29

Ярослав Олегович Симаков – руководитель направления НТЦ Управления МУН НТЦ, АО «ВНИИнефть»
Россия, 127422, Москва, Дмитровский проезд, д. 10
Алексей Владимирович Вахин – кандидат техн. наук, ведущий научный сотрудник, Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия, 420111, Казань, ул. Лобачевского, д. 1/29

Владислав Анатольевич Судаков – директор НОЦ «Моделирование ТРИЗ», Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия, 420111, Казань, ул. Большая Красная, д. 4

Михаил Алексеевич Варфоломеев – кандидат хим. наук, заведующий кафедрой разработки и эксплуатации месторождений трудноизвлекаемых углеводородов, Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия, 420111, Казань, ул. Кремлевская, д. 4/5

Данис Карлович Нургалиев – доктор геол.-минерал. наук, проректор по направлениям нефтегазовых технологий, природопользования и наук о Земле, Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия, 420111, Казань, ул. Чернышевского, д. 7

 

Для цитирования:

Сафина Р.Э., Усманов С.А.,  Минханов И.Ф., Мухаматдинов И.И., Симаков Я.О., Вахин А.В., Судаков В.А., Варфоломеев М.А., Нургалиев Д.К. (2023). Оценка эффективности добычи сверхвязкой нефти методом внутрипластового каталитического облагораживания при пароциклической стимуляции: от лабораторного скрининга до гидродинамического моделирования. Георесурсы, 25(4), c. 106–114. https://doi.org/10.18599/grs.2023.4.7

For citation:

Safina R.E., Usmanov S.A., Minkhanov I.F., Mukhamatdinov I.I., Simakov Ya.O., Vakhin V.A., Sudakov V.A., Varfolomeev M.A., Nurgaliev D.K. (2023). Efficiency estimation of super-viscous oil recovery by in-situ catalytic upgrading in cyclic steam stimulation. From laboratory screening to numerical simulation. Georesursy = Georesources, 25(4), pp. 106–114. https://doi.org/10.18599/grs.2023.4.7

© 2025 Коллектив авторов