Экспериментальные исследования физико-химических явлений при участии CO2 в фильтрационных и обменных процессах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.17, кандидат наук Климов, Дмитрий Сергеевич

• Климов, Дмитрий Сергеевич
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Климов, Дмитрий Сергеевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение 3 Глава I. Обзор предшествующих исследований. Обоснование темы диссертационной

работы

1.1. Применение СОг в технологиях повышения нефтеотдачи пластов

1.2. Захоронение СО2 в истощенные месторождения нефти и газа

1.3. Роль диоксида углерода в генезисе нефти и газа

1.4. Обоснование тематики диссертационной работы 38 Глава II. Динамические эксперименты применительно к закачке в пласт карбонизированной воды

2.1. Авторская лабораторная установка

2.2. Методика экспериментов

2.3. Компонентный состав продуктов реакции

2.4. Влияние времени экспериментирования

2.5. Влияние давления и скорости прокачки карбонизированной воды

2.6. Влияние давления СО2 на содержание Нг в газовой фазе 62 Глава III. Стационарные эксперименты с карбонизированной водой

3.1. Авторская лабораторная установка

3.2. Методика и результаты экспериментов

3.3. Влияние типа жидкостного флюида

3.4. Железо в качестве рабочего агента

3.5. Сертифицированная лабораторная установка

3.6. Сравнительные эксперименты на сертифицированной установке

3.7. Эксперименты при повышенных термобарических условиях

3.8. Экспериментальное измерение объема разлагающейся карбонизированной воды

3.9. Стационарные эксперименты на образцах сланцевых пород 90 Глава IV. Технология разработки месторождений нефти и газа с низкопроницаемыми коллекторами

4.1. Некоторые особенности разработки месторождений с низкопроницаемыми коллекторами

4.2. Технология разработки месторождений нефти и газа с низкопроницаемыми коллекторами 109 Заключение 119 Список литературы 120 Соотношение используемых единиц измерений с системой СИ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Экспериментальные исследования физико-химических явлений при участии CO2 в фильтрационных и обменных процессах»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность тематики исследований

В последние годы диоксид углерода (СО2) упоминается в возрастающем количестве публикаций. Так, одна из технологий увеличения коэффициента извлечения нефти (КИН) основывается на закачке в пласт карбонизированной воды (воды с растворенным СО2) в разных модификациях. В ряде стран, вследствие экологических проблем, реализуются опытно-промышленные исследования по захоронению СО2 в истощенные месторождения газа и нефти. Развиваемая в ИПНГ РАН биосферная концепция образования нефти и газа также базируется на идее фильтрации в недрах Земли метеогенных (карбонизированных) вод. Поэтому актуальной представляется проблема экспериментального изучения физико-химических явлений применительно к перечисленным научно-техническим, прикладным технологиям и процессам при участии в них СО2. Так как в предшествующих исследованиях предполагаемые сопутствующие физико-химические процессы при фильтрации СОг или не исследовались, или рассматривались в недостаточном объеме.

Цель работы

Лабораторные исследования предполагаемых физико-химических процессов в недрах Земли при наличии или отсутствии фильтрации карбонизированной воды и природных катализаторов применительно к разработке месторождений нефти и газа, а также генезису природных углеводородов.

Основные задачи исследований

1. Сконструировать, создать и отладить специализированную лабораторную установку для изучения физико-химических процессов в пласте в присутствии карбонизированной воды в динамическом и стационарном (статическом) режимах.

2. Исследовать количественные и качественные особенности физико-химических явлений при распаде карбонизированной воды в фильтрационных и обменных процессах в пласте.

3. Подтвердить достоверность результатов исследований в стационарном режиме на сертифицированной каталитической лабораторной установке.

4. Экспериментально измерить темп разложения и количество разлагающейся карбонизированной воды в стационарном режиме.

5. На основе компьютерного моделирования оценить перспективы использования СОг при разработке залежей нефти в низкопроницаемых пластах.

Научная новизна выполненных исследований

• На основе лабораторных экспериментов впервые доказана реалистичность разложения карбонизированной воды в породах осадочного чехла земной коры при низких термобарических условиях и без сторонних механических, сейсмических или иных воздействий в условиях динамического, а также стационарного режима, сопровождающаяся образованием водорода и углеводородов.

• Впервые исследовано влияние на количество образующихся водорода и газообразных углеводородов различных факторов - давления, времени, температуры, солености, степени насыщенности С02 воды, типа модели пористой среды, скорости фильтрации.

• Проведенные эксперименты впервые позволили рассчитать динамику и количество разлагающейся воды применительно к физико-химическим процессам при взаимодействии модели пористой среды с карбонизированной водой в стационарном режиме.

• Компьютерными расчетами обоснована целесообразность поддержания пластового давления в низкопроницаемых нефтенасыщенных коллекторах путем закачки в пласт СО2, что может сопровождаться привнесением в добываемые углеводороды синтезируемых гомологов метана, а также водорода.

Практическая значимость выполненных исследований

• Результаты экспериментальных исследований могут повысить эффективность проектов по захоронению диоксида углерода в истощенных нефтяных и газовых месторождениях, вследствие возможности получения гомологов метана и водорода в качестве побочных продуктов.

• Установлен ранее неизвестный фактор в технологии повышения нефтеотдачи пластов на основе закачки в них карбонизированной воды, связанный с разрушением воды и дополнительным образованием углеводородов и водорода, а также возможностью их извлечения.

• Компьютерные расчеты указывают на целесообразность поддержания пластового давления в низкопроницаемых нефтеносных коллекторах на основе закачки СО2 в разных модификациях.

• Экспериментально подтверждена реальность низкотемпературной реакции поликонденсационного синтеза УВ с участием Н2О и СО2.

Защищаемые положения

• Выявление сопутствующих закачке СОг и карбонизированной воды в пласт в целях повышения нефтеотдачи, захоронения СОг в истощенных месторождениях нефти и газа физико-химических процессов с дополнительным образованием УВ и водорода при разложении воды.

• Результаты исследований влияния различных факторов (температуры, давления, скорости фильтрации и др.) на количество образующегося водорода и гомологов метана применительно к разработке месторождений нефти на основе закачки карбонизированной воды, захоронению СОг в истощенных месторождениях нефти и газа, а также фильтрации метеогенных вод в недрах Земли.

• Технология разработки месторождений нефти в низкопроницаемых пластах с поддержанием пластового давления на основе закачки СОг в различных модификациях.

Степень авторства соискателя

• Внесение изменений в конструкцию лабораторной установки и методику исследований применительно к динамическим экспериментам.

• Участие в разработке и отладке лабораторной установки и методики исследований с карбонизированной водой в стационарном режиме.

• Исследование влияния различных факторов на изучаемые физико-химические процессы в динамических и стационарных режимах с и без участия СО2.

• Выполнение контрольных экспериментов на сертифицированной лабораторной установке в стационарном режиме.

• Обработка и анализ результатов экспериментов.

• Соавторство в обосновании технологии разработки месторождений нефти с низкопроницаемыми коллекторами на уровне патентной новизны.

Степень достоверности результатов исследований

Выполненные исследования опираются на:

1) опыт и результаты предшествующих теоретических работ и экспериментов с участием СО2 в качестве рабочего агента,

2) публикации в области физики пласта, теории и практики разработки месторождений нефти с использованием технологий закачки в пласт СО2 и карбонизированной воды, захоронения СО2 в истощенных месторождениях нефти и газа,

3) проводящиеся в ИПНГ РАН исследования по разработке биосферной концепции нефтегазообразования.

В основу авторских выводов и рекомендаций легли проведенные многочисленные экспериментальные исследования по тематике диссертации.

Соответствие тематики диссертации паспорту специальности

В своих исследованиях автор выполнял лабораторные эксперименты в рамках физики нефтегазоносных пластов. Привлечение хроматографического анализа к данным экспериментам и позволили автору выявить сопутствующие не вполне традиционные физико-химические процессы. Область исследований включает также компьютерное моделирование процесса поддержания пластового давления в низкопроницаемых нефтеносных коллекторах на основе закачки С02 в качестве рабочего агента.

Диссертационное исследование соответствует пункту 2 - «Геолого-физические и физико-химические процессы, протекающие в пластовых резервуарах и окружающей геологической среде ...» и пункту 5 — «Научные основы компьютерных технологий проектирования, исследования, эксплуатации, контроля и управления природно-техногенными системами, формируемыми для извлечения углеводородов из недр или их хранения в недрах ...» паспорта специальности 25.00.17 - «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений». Следовательно, тематика диссертации полностью соответствует профилю специальности.

Апробация результатов исследований

Результаты работы докладывались на семинарах в ИПНГ РАН, а также на 3-х представительных научных конференциях.

• Международном научном симпозиуме «Теория и практика применения методов увеличения нефтеотдачи пластов» (ВНИИнефть, 2013 г),

• Международном симпозиуме «Передовые технологии разработки, повышения нефтегазоотдачи месторождений и исследования скважин» (РАНХиГС при Президенте РФ, 2013 г).

• Всероссийском ежегодном семинаре по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ГЕОХИ РАН, 2015)

Публикации

Основные положения работы изложены в 5-ти статьях, 3 из которых из списка ВАК. Отдельные результаты исследований послужили основой для 2-х патентов на изобретения.

Структура работы

Диссертация изложена на 128 страницах, включает 41 рисунок, 9 таблиц. Список цитируемых работ составляет 97 единицы, в том числе зарубежных - 37.

Благодарности

Работа не могла быть выполнена без постоянной помощи и поддержки со стороны научного руководителя, докт. техн. наук. Э.С. Закирова, канд. физ.-мат. наук A.A. Баренбаума и проф. С.Н. Закирова на всех этапах исследований. Большую роль в ее представлении к защите сыграло доброжелательное и стимулирующее влияние коллег по лаборатории газонефтеконденсатоотдачи пластов — А.Д. Лысенко, И.М. Индрупского, Д.П. Аникеева, а также докт. техн. наук A.B. Орешенкова. Всем им автор выражает искреннюю благодарность и признательность.

Особая благодарность выражается зав. кафедрой РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, проф. В.А. Винокурову и к.т.н. А.П. Семенову за возможность проведения контрольных экспериментов и помощь в процессе исследований.

Автор также благодарит д.г.-м.н. Б.И. Писоцкого (ИПНГ РАН) и доцента кафедры геологии и геохимии горючих ископаемых МГУ Н.В. Пронину за предоставленные для экспериментов образцы сланцевых пород.

ГЛАВА I. ОБЗОР ПРЕДШЕСТВУЮЩИХ ИССЛЕДОВАНИЙ. ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1.1. Применение СО2 в технологиях повышения нефтеотдачи пластов

С каждым годом все больше возрастает доля трудноизвлекаемых запасов, быстрыми темпами вырабатывается активная часть запасов легкой нефти. При этом запасы, например, высоковязких нефтей на порядок больше обычных [42]. Вследствие роста доли трудноизвлекаемых запасов возникает необходимость повышения эффективности их извлечения, совершенствования технологий их добычи. Тем более, что коэффициент извлечения нефти (КИН) традиционными методами на месторождениях с трудноизвлекаемыми запасами редко превышает 30%, а на месторождениях высоковязких нефтей он еще меньше [21].

Практика свидетельствует, что эффективность применения методов вытеснения и добычи остаточной нефти при нагнетании в пласт углекислого газа в последние десятилетия находит все большее признание в различных странах и отраслях нефтегазовой науки. США располагают довольно значительными природными и техногенными запасами углекислого газа. К тому же здесь нефтяникам пытаются создавать благоприятные условия для масштабного применения этого агента в разных модификациях. Поэтому доступность и возможность применения диоксида углерода служит главным стимулом для разработок и исследований по совершенствованию технологий его использования в нефтяной отрасли промышленности. В значительной степени этим обусловлено то обстоятельство, что около половины всех реализованных проектов увеличения нефтеотдачи пластов с помощью диоксида углерода имело место в штатах Техас и Нью-Мехико (США), расположенных недалеко от его крупнейших естественных и других источников [21].

Поэтому опыт США и других стран важен для России и соответственно целесообразен краткий обзор предшествующих работ, включающих лабораторные, теоретические и опытно-промышленные исследования по вытеснению нефти углекислым газом при различных вариантах реализации данного процесса. Известно, что от них зависит степень оптимальности применения рассматриваемой технологии для различных коллекторских и геологических условий продуктивных пластов. При этом важны особенности разработки низкопроницаемых коллекторов, интерес к которым в последние годы заметно усилился.

Одной из первых теоретических работ в данном направлении следует упомянуть предложение С.И. Пирсона в 1941 г. закачивать углекислый газ под большим давлением в

истощенные нефтяные залежи [87]. На основе данного агента им предполагалось испарять часть оставшейся в пласте нефти в газовую фазу и затем вместе с углекислым газом добывать газообразные углеводороды. Предположения С.И. Пирсона того времени базировались только на материалах теоретических исследований и не были подкреплены экспериментальными данными. Поэтому данная работа вызвала сомнения у научного сообщества и не получила признания.

В период с конца сороковых — начала пятидесятых годов прошлого века в США проводится значительное число лабораторных и полупромышленных экспериментов по вытеснению нефти из пористых сред с применением С02 в различных модификациях на насыпных пористых средах, а позже и на керновом материале (песчаники и доломиты) реальных месторождений [6]. Последующая сравнительная эффективность различных методов и технологий вытеснения нефти с применением углекислого газа, а также изучение механизма и протекающих при этом процессов базировалась на результатах подобных лабораторных экспериментов.

Эксперименты по вытеснению нефти проводились на моделях пластов различных размеров и при различных скоростях вытеснения. Исследовалось влияние давления, температуры, нефте-, газо- и водонасыщенности пористой среды, концентрации углекислого газа в воде на процесс вытеснения нефти, а также на конечную нефтеотдачу (КИН). Таким образом, авторам удавалось смоделировать происходящие процессы в ещё не вступивших в разработку или частично разрабатываемых залежах.

Значимые лабораторные и теоретические работы связаны в этот период с именами таких ученых как М.А. Гейман, Дж. В. Мартин, Л.П. Вортон, В.Р. Джонсон и др. В 1947 г. М.А. Гейманом для повышения нефтеотдачи было предложено нагнетать в пласт смесь углекислоты и азота. В свою очередь Л.П. Вортон и другие получили патент на промышленное применение углекислого газа для вытеснения нефти. В 1952 г. В.Р. Джонсон опубликовал результаты лабораторных экспериментов, которые были посвящены обоснованию технологии вытеснения нефти диоксидом углерода. Им была предпринята попытка определить наиболее значимые параметры, играющие ведущую роль в увеличении нефтеотдачи [8].

Среди последующих экспериментально-теоретических исследований можно выделить работы П.Д. Торрея [95] в и Дж.В. Мартина [78] в 1956-1959 годах. На основе своих исследований авторы предлагали применять смесь углекислого и углеводородного газов для вытеснения нефти. Идея метода основывалась на факте гораздо большей растворимости углекислого газа в смесях природных углеводородов по сравнению с пластовой водой. Данный подход позволял экономить большое количество воды при её закачке, а увеличение объема

добываемых углеводородов происходило значительно раньше по сравнению с растворением закачиваемого чистого углекислого газа в воде.

Заслуживает внимания совместная публикация Менсая и Нильсона [79] по результатам лабораторных и теоретических исследований процесса испарения нефти. Главной целью данной работы служило изучение возможности практического применения закачки диоксида углерода в нефтяные пласты и обоснование способа нагнетания СО2 в нефтяные пласты на практике. Согласно проведенным исследованиям, авторы обнаружили, что при повторном замещении паровой фазы на СО2, значительная часть нефти переходит в паровую фазу.

Как следствием положительных результатов экспериментов на насыпных пористых средах в лабораторных условиях стало стимулирование проведения масштабных исследований на керновом материале различных нефтяных месторождениях.

Одним из первых опубликованных сообщений о применении диоксида углерода для увеличения нефтеотдачи пластов можно считать публикацию Рассела в 1932 г. с изложением результатов лабораторных исследований на образцах керна нефтесодержащего песчаника пенсильванского месторождения Мидконтинент [8]. Эти эксперименты показали, что при использовании насыщенной углекислым газом воды можно достичь большей нефтеотдачи по сравнению с закачкой чистого диоксида углерода.

П.Д. Торрей, изучая в лабораторных экспериментах применительно к месторождению Брэдтод процесс вытеснения нефти карбонизированной водой при максимальном давлении 30 ат, показал, что при использовании карбонизированной воды можно достичь гораздо большей нефтеотдачи, чем вытеснением обычной водой. Промышленный эксперимент, рекомендованный к проведению П.Д. Торрем, однако, не состоялся по причине предполагаемой коррозии [95].

Серии экспериментов, проведенных Кларком и др. (1964г.), позволили установить эффективность применения углекислого газа для разработки залежей с тяжелыми нефтями за счет уменьшения её вязкости [8]. В качестве источника С02 Кларк и др. применяли выхлопные газы внутреннего сгорания, прошедшие соответствующие операции очистки и сжатия. За счет растворения диоксида углерода и остальных компонентов смеси в нефти при повышении пластового давления удавалось извлекать дополнительные объемы нефти пониженной вязкости.

Масштабные экспериментальные исследования Холма, Джонсона, Брестона и Макфарлейна [71, 56, 74] по вытеснению бредфордской и западно-техасской нефти показали, что для нефтей малой и средней вязкости лучший результат дает вытеснение нефти углекислым газом или оторочкой жидкого СО2, проталкиваемого карбонизированной водой. Закачка же

жидкого диоксида углерода после карбонизированной воды приводит к дополнительному вытеснению некоторого количества нефти. Данные результаты были получены в исследованиях на песчаниках и доломитах. Опыты с радиальными кернами и низкой начальной нефтенасыщенностью показали на целесообразность вытеснения нефти повышенными объемами карбонизированной воды.

Полученные в ходе проведения опытов закономерности раскрывают некоторые особенности процесса вытеснения нефти из пористой среды СО2 в различных модификациях. Однако приведенные количественные данные применимы на тех месторождениях, которым соответствовали условия проведения лабораторных экспериментов, а значит, каждое конкретное месторождение требует своих соответствующих исследований. К тому же эффективность применения углекислого газа в различных модификациях зависит также и от вязкости вытесняемой нефти.

В СССР исследования в области скважинных и горных технологий активно велись в институтах Академии Наук СССР, академий наук союзных республик, в Межотраслевом научно-техническом комплексе "Нефтеотдача" (с головным институтом ВНИИнефть), в научно-производственном объединении "Союзгазтехнология", в институтах и научно-производственных объединениях отраслевых горнодобывающих министерств, а также в нефтяных и горных вузах (МИНХ и ГП им. И. М. Губкина, Уфимский и Грозненский нефтяные институты, Ивано-Франковский институт нефти и газа, Ленинградский и Московский горные институты и др.).

После всесоюзного съезда ВНИТО нефтяников в 1933г., который определил перспективные направления развития технологий нефтедобычи, на первый план вышли работы по подземной газогидродинамике [19]. Они создали теоретической фундамент для обоснования методов рациональной разработки нефтяных месторождений, искусственного воздействия на продуктивные пласты.

Наряду с интенсивным развитием в начале 60-х гг. прошлого века новых методов физико-химического воздействия на пласт, основанных на применении химреагентов (высоковязких водорастворимых полимеров, ПАВ, щелочей и композиций из них), все больше исследований проводятся по вытеснению нефти лёгкими углеводородами (пропаном, газовым конденсатом и др.), углеводородным газом или СО2 при высоком давлении; водой с ПАВ; смесью ПАВ, органических спиртов, углеводородов и воды; водными растворами двуокиси углерода, серной кислотой [19].

Этот период советской нефтепромысловой истории известен лабораторными экспериментами по фильтрации нефти, газа, изучением особенностей взаимодействия скважин

на моделях пластов (В.М. Барышев, А.Н. Снарский, A.A. Болтышев, Г.Л. Михайлов, Д.С. Вилькер и др.) [14].

В лаборатории ОГИЛа ведущими специалистами ВНР и СССР (В. Балинт, А. Бан, Ш. Долешал, П.И. Забродин, Я. Терек) также был проведен большой объем исследований с целью выяснения влияния на процессы вытеснения нефти параметров пористой среды. Или исследовались различные гидродинамические особенности механизма вытеснения нефти двуокисью углерода, процессы физико-химического взаимодействия углекислоты с пластовыми жидкостями, газами и породами [8].

Лабораторные исследования с целью выявления целесообразности использования СО2 для удаления нефти из призабойной зоны нагнетательных скважин и увеличения их приемистости были проведены во ВНИИ в начале 50-ых годов прошлого века. Исследования показали, что вполне реалистично добиться практически полного очищения призабойной зоны пласта от нефти за счет удаления тяжелых углеводородов и смолистых веществ керосином перед вытеснением жидким СО2. А прокачка жидкого или газообразного СО2 после воды приводит в опытах к дополнительному вытеснению нефти и значительному снижению остаточной нефтенасыщенности [6].

Большой объем исследований по увеличению темпов разработки и нефтеотдачи пластов за счет применения диоксида углерода был проведен в институте БашНИПИнефть. Так, например, был выполнен ряд исследований по вытеснению нефти жидким СО2 применительно к условиям Воскресенского месторождения. В качестве пористой среды выступал образец известняка. Жидкий СОг показал самые высокие показатели нефтеотдачи (90%) от начальной нефтенасыщенности в отличие от пресной и соленой воды (69 - 75%). Также в ходе исследований было выявлено явление активного химического взаимодействия С02 со скелетом породы, что может значительно увеличить конечную нефтеотдачу и существенно повысить проницаемость известняковых коллекторов [6].

В экспериментах по изучению процесса доотмыва нефти из девонского песчаника применительно к условиям Куш-Кульского месторождения удалось дополнительно извлечь 10% нефти по отношению к начальной нефтенасыщенности за счет активного воздействия на остаточную нефть карбонизированной водой [6].

Опыты, проведенные с пластовой нефтью угленосной толщи Туймазинского месторождения, позволили установить тот факт, что с увеличением концентрации С02 в карбонизированной воде объем дополнительно добытой нефти увеличивается. Однако прямой зависимости увеличения доотмыва нефти от повышения степени карбонизации воды не

наблюдалось. Так, увеличение содержания углекислого газа от 1 до 5% приводило к увеличению доотмыва нефти в 1,5 раза [6].

Проведенные институтом БашНИПИнефть, а также рассмотренные выше и другие подобные эксперименты позволяют сделать следующие выводы, согласно [6].

• Применение углекислого газа в той или иной модификации независимо от характера среды и насыщающих её нефтей приводит к увеличению нефтеотдачи по сравнению с использованием пресной воды.

• Эффективность применения газообразного, жидкого или растворенного в воде СОг зависит во многом от вязкости нефти. Для легких нефтей эффективнее всего оказалось использование газообразного или жидкого СО2, для вязких и высоковязких — карбонизированной воды или оторочки СО2, проталкиваемой карбонизированной водой.

• Применение карбонизированной воды по сравнению с газообразной или жидкой углекислотой позволяет существенно сократить (в 6-7 раз) расход углекислого газа на единицу дополнительно добытой нефти. Также карбонизированная вода позволяет сократить расход самой воды, повысив одновременно как нефтеотдачу, так и темп извлечения нефти.

Интересные выводы на основании анализа своих и сторонних экспериментальных результатов сделаны В. Балинтом и др. ведущими специалистами ВНР (Венгрии) и СССР в работе [8]. Данная работа посвящена вопросам повышения нефтеотдачи на основе использования СО2 в качестве рабочего агента. Из данных лабораторных исследований было обнаружено, что для получения одинаковой нефтеотдачи в экспериментах на моделях большой длины потребность в углекислом газе меньше, чем в экспериментах на моделях небольшой длины. Также до момента прорыва вытесняющей фазы отмечалось извлечение большей доли нефти из модели повышенной длины по сравнению с моделью небольшой длины.

На основании результатов модельных экспериментов на однородных кернах в книге [8] показано, что при вытеснении нефти оторочкой углекислого газа после закачки нескольких поровых объемов вытесняющего агента (СО2) остаточная нефтенасыщенность составляла 9-43%, а при вытеснении карбонизированной водой — 16-47%. Данное обстоятельство также объясняет причину преимущества вытеснения нефти оторочкой диоксида углерода над карбонизированной водой.

Физико-химические основы применения углекислого газа и карбонизированной воды для повышения нефтеотдачи пластов по результатам экспериментальных и теоретических исследований изучались Г.А. Бабаляном, А.Б. Тумасяном, В.Г. Пантелеевым, Б.И.Леви, Э.М. Халимовым [6]. В своих работах авторы приводят результаты исследований по изучению влияния углекислого газа на механизм процесса вытеснения нефти водой из пористой среды,

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Климов, Дмитрий Сергеевич, 2015 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алекперов В.Ю., Грайфер В.И., Николаев Н.М. и др. Новый отечественный способ разработки месторождений баженовской свиты (часть 1). // Нефтяное хозяйство. - 2013, № 12, С. 100-105.

2. Алекперов В.Ю., Грайфер В.И., Николаев Н.М. и др. Новый отечественный способ разработки месторождений баженовской свиты (часть 2). // Нефтяное хозяйство. - 2014, № 1, С. 50-53

3. Алтунина Л.К., Кувшинов В.А. Физико-химические методы увеличения нефтеотдачи пластов нефтяных месторождений. Успехи химии, 76:10 (2007), 1034—1052

4. Альтовский М.Е., Быкова Е.Л., Кузнецова З.И., Швец В.М. Органические вещества и микрофлора подземных вод и их значение в процессах нефтегазообразования. М.: Гостоптехиздат. 1962. 295 с.

5. Асаулов С. Нетрадиционные источники углеводородов: сланцевый пузырь или сланцевая революция? // ROGTEC, Issue 32, 2013. - С.52-61.

6. Бабалян Г.А., Тумасян А.Б., Пантелеев В.Г., Леви Б.И., Халимов Э.М. Применение карбонизированной воды для увеличения нефтеотдачи. М.:Недра.-1976.-143 с.

7. Бакиров A.A., Бордовская М.В., Мальцева А.К., Табасаранский З.А., Геология и геохимия нефти и газа - Недра, Москва, 1982 г., 288 стр.

8. Балинт В.Н. Применение углекислого газа в добыче нефти. М.: Недра. 1977. 241 с.

9. Баренбаум A.A. Галактика, Солнечная система, Земля. Соподчиненные процессы и эволюция. - М.: ГЕОС, 2002. 393 с.

10. Баренбаум A.A. Климатический круговорот воды и современное нефтегазообразование как единый природный процесс // Фундаментальные проблемы нефтегазовой гидрогеологии. Материалы Международной конференции. М.: ГЕОС. 2005. С.27-31.

11. Баренбаум A.A. Механизм формирования скоплений нефти и газа. Доклады Академии наук (МАИК «Наука/Интерпериодика»), 2004, том 399, № 6.

12. Баренбаум A.A. Решение проблемы происхождения нефти и газа на основе биосферной концепции нефтегазообразования // Уральский геологический журнал. №2 (92). 2013. С.3-27.

13. Баренбаум A.A. Циркуляция углерода через поверхность Земли с участием климатического круговорота воды: проблемы баланса // Флюидные потоки в земной коре и мантии. М.: ИГЕМ РАН. 2002. С.154-161.

14. Басниев К.С., Дмитриев Н.М., Каневская Р.Д., Максимов В.М. // Подземная гидромеханика. - М.-Ижевск, Институт компьютерных исследований, 2005, 496 с.

120

15. Бурков В.Д., Крапивин В.Ф., Шалаев B.C. Сбалансированная модель глобального биогеохимического круговорота углерода // Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник. 2012. № 9 (92). С. 86-93.

16. Вахитов Г.Г., Оганджанянц В.Г., Полищук А.Н. и др. Теоретические основы и методика расчета технологических показателей заводнения нефтяных пластов растворами полимеров и ПАВ / // Труды ВНИИ, 1977. — Вып. 61. — С. 24 — 26.

17. Газизов P.C., Солодова Н.Л., Терентьева H.A. Сланцевый газ. // Вестн. КТУ. - 2013. - Т. 16, №3.-С. 33-34

18. Гафаров H.A., А.И. Глаголев. Нетрадиционные газовые ресурсы. Западной Европы: оценки потенциала и геологоразведка / Газовая промышленность. Спецвыпуск. - 2012. - №676. - С.23-28.

19. Горная энциклопедия в 5-ти томах / Гл. ред. Е.А. Козловский — М.: Сов. Энциклопедия. 1984- 1991.

20. Григорьев С.М. Роль воды в образовании земной коры (дренажная оболочка земной коры): монография / С.М. Григорьев. - М. : Недра. 1971. - 261 с.

21. Гумеров Ф.М. Перспективы применения диоксида углерода для увеличения нефтеотдачи пластов // Вести газовой науки . 2011. №2 (7).

22. Дмитриевский А.Н., Валяев Б.М. Дегазация Земли: геодинамика, геофлюиды, нефть и газ / под ред. акад. А.Н. Дмитриевского и д.г.-м.н. Б.М. Валяева. - М.: ГЕОС, 2002. 472 с.

23. Дмитриевский А.Н. Полигенез нефти и газа // Доклады АН. 2008. Т. 419. № 3. С. 373-377.

24. Дмитриевский А.Н., Высоцкий В.И. Сланцевый газ - новый вектор развития мирового рынка углеводородного сырья // Газовая промышленность. - 2010. - №8. - С. 44-47.

25. Жузе Т.П. Роль сжатых газов как растворителей / Т.П. Жузе. — М.: Недра, 1981. - 165 с.

26. Забродин П.И. Вытеснение нефти из пласта растворителями /П.И. Забродин, Н.Л Раковский, МД. Розенберг. - М.: Недра, 1968. - 224 с.

27. Закиров С.Н., Закиров Э.С., Баренбаум A.A., Климов Д.С, Лысенко А.Д., Орешенков A.B. Природный геосинтез углеводородов и его следствия. / Тр. IV Межд. Научного симпозиума "Теория и практика применения методов увеличения нефтеотдачи пластов". Том I. С.130- 135

28. Закиров С.Н., Закиров Э.С., Баренбаум A.A., Орешенков A.B., Климов Д.С. Лысенко АД. / Способ разработки месторождений природных углеводородов в низкопроницаемых пластах /: Заявка РСТ RU 2013000344 от 22.04.2013

29. Закиров С.Н., Закиров Э.С., Закиров И.С. и др. Новые принципы и технологии разработки месторождений нефти и газа/ -М.: Грааль, 2004. - 520 с.

30. Закиров С.Н., Закиров Э.С., Контарев A.A. Возможность выработки запасов нефти и газа в линзовидных коллекторах. // «Газовая промышленность», 2014, № 3, С. 28-31.

31. Закиров С.Н., Индрупский И.М., Закиров Э.С., Закиров И.С., Абасов М.Т., Фахретдинов Р.Н., Аникеев Д.П., Рощина И.В., Контарев A.A., Северов Я.А., Рощин A.A., Мамедов Э.А., Брадулина О.В., Лукманов А.Р. Новые принципы и технологии разработки месторождений нефти и газа. Ч. 2. М.; Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2009. 484 с.

32. Закиров С.Н., Контарев A.A. Выработка запасов нефти в линзовидных коллекторах. // ДАН, т. 413, № 1, 2007, с. 68-70

33. Ионе К.Г. Исследование процессов каталитического превращения СО, С02, Н2 — газов в земной коре в углеводороды и воду // Дегазация Земли: Геофлюиды, нефть и газ, парагенезисы в системе горючих ископаемых. М.: ГЕОС. 2006. С. 115-117.

34. Ионе К.Г. О роли водорода в техногенной эволюции Земли. — Новосибирск: ЗАО "РИЦ" "Прайс-Курьер", 2003.-36 с

35. Кондратьев К .Я., Крапивин В.Ф. Глобальный круговорот утлеро-да и климат // Исследование Земли из космоса. -2003. -№ 1. — С. 3-15.

36. Кондратьев К.Я., Крапивин В.Ф. Моделирование глобального круговорота углерода — М.: Физматлит. - 2004. - 336 с.

37. Крылов А.П., Глоговский М.М., Мирчинк М.Ф., Николаевский Н.М., Чарный И.А.: Научные основы разработки нефтяных месторождений. Гостоптехиздат, 1948, 416 с.

38. Лапидус А.Л., Локтев С.М. Современные каталитические синтезы углеводородов из окиси углерода и водорода // Журнал Всес. химического общества им. Д.И. Менделеева. 1986. Т.31. №5. С.527-532

39. Мерчева B.C. Геоэкологические и социальные аспекты использования нетрадиционных ресурсов сланцевых пород // Астраханский вестник экологического образования . 2013. №1 (23). С. 128-132.

40. Метц Б., Дэвидсон О. де Конинк X., Jlooc М, Мейер Л. Специальный доклад МГЭИК Улавливание и хранение двуокиси углерода, 2005.

41. Молчанов В.И., Гонцов A.A. Моделирование нефтегазообразования. Новосибирск: ОИГГМ, 1992. 246 с.

42. Надиров Н.К. Высоковязкие нефти и природные битумы. В 5-ти т. Алматы, 2001.

43. Оборин A.A., Рубинштейн Л.М., Хмурчик В.Т., Чурилова Н.С. Концепция организованности подземной биосферы. Екатеринбург: УрО РАН. 2005. 148 с.

44. Остроумова Е.Г. Сланцевая революция продолжается. // Газовая промышленность, 2012, № 11, С. 54.

45. Продан Е.А., Павлюченко М.Н., Продан С.А. Закономерности топохимических реакций. Минск: Наука и техника. 1976. 262 с.

46. Радаев А. В. Влияние термобарических условий в однородном пласте на вытеснение маловязкой нефти сверхкритическим диоксидом углерода / А. В. Радаев, Н. Р. Батраков, А. А. Мухамадиев, А. Н. Сабирзянов // Сверхкритические Флюиды: теория и практика. — 2009. — Т.4. — № 3. — С. 7-15.

47. Руденко А.П. Теория саморазвития открытых каталитических систем. М.: МГУ. 1969. 272 с.

48. Семенова И.В., Флорианович Г.М., Хорошилов A.B. Коррозия и защита от коррозии / Под ред. И.В. Семеновой. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2010. - 416 с.

49. Солодовников, А. О. Применение С02-содержащих составов для повышения нефтеотдачи пластов / А. О. Солодовников, О. В. Андреев // Известия вузов. Нефть и газ. - 2012. - № 5. - С. 69-74

50. Сургучев М.Л. Вторичные и третичные методы увеличения нефтеотдачи пластов. — М.: Недра, 1985.—308 с.

51. Ферронский В.И., Поляков В.А. Изотопия гидросферы Земли. М.: Научный мир. 2009. 632 с.

52. Филенко Д.Г., Дадашев М.Н. , Винокуров В.А. Исследование влияния термобарических условий на вытеснении нефти диоксидом углерода в сверхкритическом состоянии // Научно-технический сборник "Вести газовой науки" . 2012. №3 (11). С.371-382.

53. Химические методы увеличения нефтеотдачи. Реф. сб., серия: «Нефтепромысловое дело», 1952, вып. 8, с. 20—23.

54. Хисамов P.C. Увеличение охвата продуктивных пластов воздействием. / P.C. Хисамов,

A.A. Газизов, А.Ш. Газизов -М.: ВНИИОЭНГ, 2003.

55. Хлебников В.Н., Зобов П.М., Хамидуллин И.Р., Рузанова Ю.Ф., Гущин П.А., Винокуров

B.А. Перспективные пути осуществления в России проектов захоронения техногенного С02 с получением эффекта от добычи нефти // Баш. хим. ж.. 2009. №1.

56. Холм Л.У. Применение углекислого газа при вытеснении нефти. — НТС «Нефтепромысловое дело». М., ВНИИОЭНГ, 1964, №3 с. 33—35.

57. Чекалюк Э.Б. К проблеме синтеза нефти на больших глубинах // Журн. Всес. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева. 1986, т. XXXI, № 5, 76 -82.

58. Черский Н.В., Мельников В.П., Царев В.П. Явление генерации углеводородов из предельно окисленных соединений углерода и воды //Доклады АН. 1986. Т.288. №1. С.201-204.

59. Черский Н.В., Царев В.П. Механизмы синтеза углеводородов из неорганических соединений в верхних горизонтах земной коры // Доклады АН. 1984. Т.279. №3. С. 730-735.

60. Шахвердиев А.Х., Панахов Г.М., Аббасов Э.М., Янг Р., Бакхтияров С. Высокоэффективная технология повышения нефтеотдачи и интенсификации добычи нефти на основе внутрипластовой генерации С02. // Нефтяное хозяйство. - 2014, № 5, с. 90-95.

61. Alvarado V., Manrique Е. Enhanced Oil Recovery: Field Planning and Development Strategies. Gulf Professional Publishing. 2010. 208 p.

62. Beeson D. M., Ortleff G. D. C02 puts big kick into water flood.— «Oil and Gas J.», 1958, vol. 56, No. 41, p. 80.

63. Cinar Y., Riaz A., Tchelepi H.A. Experimental study of C02 injection into saline formations // SPE Journal. 2009. Vol.14, №4, p.588-594

64. Craig, F.F.Jr.: The reservoir engineering aspects of waterflooding. H. L. Doherty Memorial Fund of AIME, 1971, 164 pp.

65. Deng В., Cambell T.J., Burris D.R. Hydrocarbon formation in metallic iron/water sys-tems // Environmental science & Tecnology. 1997. V.31. №4. 1185-1190.

66. Doleschall, S„ Szittar, A., Udvardi, G„ 1992. Review of the 30 Years' Experience of the C02 Imported Oil Recovery Projects in Hungary (SPE-22362). International Meeting on Petroleum Engineering, Beijing, March 24-27.

67. Domitrovic, D., Sunjerga, S., Jelic-Balta, J., 2004. Numerical Simulation of Tertiary C02 Injection at Ivanic' Oil Field, Croatia (SPE-89361). SPE/DOE Symposium on Improved Oil Recovery, Tulsa, April 17-21.

68. Doods W. S.-stb. Carbon Dioxide Solubility in Water Eng. Data. Ser. I. 92 (1956).

69. Enhanced oil recovery. C02 injection // U.S. Department of Energy office of Fossil Energy. — http://www.fe.dol.gOv//programs/oilgas/eor/. 2005.

70. Galis H., Cawley S., Bishop S., Todman S., Gas F. C02 injection into depleted gas reservoirs // J. Petrol. Techn. 2010. №7, p.76-79

71. Holm L.W. Carbone dioxide test at the Mead-Strawn Field. — «Journal of Petroleum Technology», 1971, vol. 23 No. 4, p 431—442

72. Holtz, M. H., 2008. Summary of Sandstone Gulf Coast C02, EOR Flooding Application and Response (SPE-113368). SPE/DOE Symposium on Improved Oil Recovery, Tulsa, April 20-23.

73. Hustad, C. W. 2009. Capturing, Managing and Gathering C02 for EOR Onshore and Offshore: Challenges and Opportunities. In; ACI Optimising EOR Strategy Conference, London, March 11-12.

74. Johnson W. E., Macfarlane R.M., Breston I. N., Neil D.C. Laboratory experiments with carbonated water and liquid carbon dioxide as oil recovery agents. — «Produsers Monthly», 1952, vol. 17,No. l,p. 15—45

75. Kang, S.M., Fathi, E., Ambrose, R.J., Akkutlu, I.Y., and Sigal R.F. Carbon Dioxide Storage Capacity of Organic-rich Shales. / MPGE, University of Oklahoma.

76. Khan R., Al-Nakhli A.R. An Overview of Emerging Technologies and Innovations for Tight Gas Reservoir Development. Paper SPE 155442 presented at the SPE International Production and Operations Conference and Exibition, Doha, Qatar, 14-16 May 2012.

77. Lake L.: Enhanced oil recovery. Prentice Hall. Englewood Cliffs, New Jersey 07632, 1989, -534 pp.

78. Martin, James W. Method of recovery of oil by injection of hydrocarbon solution of carbon dioxide into oil structure United States Patent 2875830, March, 3 (1959)

79. Menzie D. E., Nielson R. F. A Study of the Vaporization of Crude Oil by Carbon Dixoide Repressuring, JPT, 11 (15), Nov. (1963).

80. Minh Ha-Duong, Naceur Chaabane. Captage et stockage du C02: enjeux techniques et sociaux en France / Editions Quae, 2010.

81. Moritis, G., 2008. Special Report EOR/Heavy Oil Survey: More US EOR Projects Start but EOR Production Continues Decline. Oil & Gas Journal, April 21.

82. Muskat, M.: Physical Principles of Oil Production. McGraw-Hill Book Co., Inc., New York-Toronto-London, 1949, 606 pp.

83. Nicot, J.-P., and Duncan, I. J. Common attributes of hydraulically fractured oil and gas production and C02 geological sequestration // Greenhouse Gases Science and Technology, 2012, v. 2, p. 352-368.

84. Novosel, D., 2009. Thermodynamic Criteria and Final Results of WAG C02 Injection in a Pilot Project in Croatia (SPE-119747). SPE Middle East Oil and Gas Show and Conference, Bahrain, March 15-18.

85. Panda, M.N., Ambrose, G., Beuhler, G., McGuire, PL., 2009. Optimized EOR, Design for the Eileen West End Area, Greater Prudhoe Bay (SPE-123030). SPE Reservoir Evaluation & Engineering 12 (1), 25-32.

86. Phillip N. Price a, Curtis M. Oldenburg b. The consequences of failure should be considered in siting geologic carbon sequestration projects.

87. Pirson S. J. Elements of Oil Reservoir. Eng. Chap., 5

88. Ralph H. D. New recovery tool. — «Oil and Gas Journal», 1951, vol. 49, No. 52, p. 53.

89. Rashid Khan and Ayman R. Al-Nakhli, SPE, Saudi Aramco. An Overview of Emerging Technologies and Innovations for Tight Gas Reservoir Development. / Copyright 2012. Society of Petroleum Engineers

90. Remenyi, I., Szittar, A., Udvardi, G„ 1995. C02 IOR in the Szank Field Using C02, from Sweetening Plant. In: Eighth European Symposium on Improved Oil Recovery, Vienna, May 15.

91. Sahin, S., Kalfa, U., Celebioglu, D., 2008. Bati Raman Field Immiscible CO. Application-Status Quo and Future Plans (SPE-106575). In: SPE Reservoir Evaluation & Engineering 11 (4), 778791.

92. Sanchez, J. L., Astudillo, A., Rodriguez, F, Morales, J., Rodriguez, A., 2005. Nitrogen Injection in the Cantarell Complex: Results After Four Years of Operation (SPF.-97385). SPE Latin American and Caribbean Petroleum Engineering Conference, Rio de Janeiro, June 20-23.

93. Sigurdardottir H., Sigfusson B., Gunnlaugsson E. CarbFix: a CCS pilot project imitating and accelerating natural C02 sequestration // Iceland Greenhouse Gases: Science and Technology, Volume 1, Issue 2, pages 105-118, June 2011.

94. Smigan P., Greksak M., Kozankova J et al. Methanogenic bacteria as a key factor involved in changes of town gas stored in an underground reservoir // FEMS Microbiology Ecology 1990. V.73. P.221-224.

95. Torrey P. D, A koolaj kitermelese a retegfolyadekok szensavazasaval. J. of Applied Physics, 3 (1956).

96. Wo, S., Whitman, L.D., Steidtmann, J. R., 2009. Estimates of Potential CO: Demand for C02 EOR in Wyoming Basins (SPE-122921). In: SPE Rocky Mountain Petroleum Technology Conference, Denver, April 14-16.

97. Zevenhoven R., Fagerlund J., Songok J.K. C02 mineral sequestration: developments toward large-scale application // Greenhouse Gases: Science and Technology, 2011. 1(1): p. 48-57.

СООТНОШЕНИЕ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ЕДИНИЦ ИЗМЕРЕНИЙ С СИСТЕМОЙ СИ

Давление - 1 ат = 0,98 • 10"1 МПа Вязкость - 1 спз = 10"3 Па-с Длина - 1 м = 1 м Время - 1 час = 3600 с Объем - 1 литр = 10"3 м3 Вес - 1 гр = 10"3 кг Проницаемость - 1 мд = 10'3 мкм2 Температура - 1 ° С = 274,15 К Расход - 1 т/сут = 0,01157 кг/с Дебит - 1м3/сут= 1,157- 10-5м3/с