Мир на пике – Мир в пике

Это снимок побережья курортного (!) города Лонг-Бич в штате Калифорния в 1930-х годах. Нефтяное месторождение Уилмингтон, расположенное возле морского побережья Калифорнии, начали разрабатывать в 1930-е годы, просто выкачивая нефть наружу в самом бешеном темпе. Заодно можете оценить по фотографии, что такое «плотная сетка скважин» на месторождении, и прикинуть масштабы человеческой алчности. Недавно алчностью убили американского странствующего голубя, а тут у нас снова алчность, но уже на нефти. В итоге к концу 1940-х годов территория месторождения и близлежащие районы просели на целых 9 метров вниз на поверхности. Нефть-то из породы ушла, а закачать назад воду никто как-то не подумал. В результате курортный город Лонг-Бич оказался ниже уровня моря. Сюрприз. Пришлось срочным образом качать воду назад в пласт и защищать город Лонг-Бич от океана высокой дамбой.

Вообще, большинство курьезов и ляпов по добыче нефти — это именно США. Там частный капитал иногда просто забывал обо всем в погоне за длинным нефтяным долларом. В других странах все же алчность и жадность гораздо реже брали верх над здравым смыслом.

В чем опасность воды и почему нефть все же не добывается из пласта на 100 % даже при водонапорном режиме?

Обычно заводнение пласта и добычу нефти таким способом прекращают, когда скважина выдает на-гора уже 90–99 % воды. В отличие от бензобака автомобиля, в котором бензин и вода всегда разделятся естественным образом под действием силы гравитации, в пласте на жидкости — воду и нефть — действует еще уйма различных сил — гидростатического давления, сцепления с вмещающей породой и тому подобных. В пласте, например, всегда есть более и менее проницаемые области, сложенные более или менее пористой вмещающей породой. Вода, как мы помним, «всегда дырочку найдет» — поэтому она старается попасть в зону пониженного давления, к добывающей скважине, по самому кратчайшему пути, минуя области низкой проницаемости пород.

Рис. 38. Образование неработающих пластов до добычи (а) и после добычи (б).

Из таких зон, которые вода уже обошла в своем постепенном движении наверх по пласту, нефть обычными способами извлечь уже практически невозможно. Можно, безусловно, прибегать к различным ухищрениям, но все эти ухищрения достаточно дороги и ненадежны. Поэтому, конечно, пласт пытаются обводнять максимально медленно, давая воде возможность максимально «нежно» выдавить нефть наверх из таких зон малой проницаемости. Старые скважины часто оставляют «отдохнуть» на несколько месяцев в надежде выжать потом нефть из таких зон пласта. Погоня же за сиюминутной прибылью и быстрое движение по пласту зоны водо-нефтяного контакта создает большое количество таких целиков нефти и как раз и является варварской технологией добычи. И теперь на большинстве старых, обводненных месторождений уже просто нереально добывать нефть так быстро, как надо человечеству. Старички устали, старички тонут в воде…

С обводнением пласта связана и вторая особенность потери нефти, которая, пожалуй, единственная является в чистом виде варварством и погоней за прибылью. Это образование так называемых конусов обводнения возле добычных скважин — в районе интенсивно работающих «качалок» воду из пласта выпирает наверх, выше обычного уровня водо-нефтяного контакта.

Рис. 39. Образование конуса обводнения.

При обводнении скважины, понятное дело, вода безболезненно начинает выкачиваться в ствол скважины, а нефть так и остается в пласте. В итоге — рядом рано или поздно надо бурить другую скважину или на длительный срок оставлять без работы существующую, в надежде, что вода все-таки уйдет вниз, а нефть поднимется к скважине за счет меньшей плотности.

В чем еще органические недостатки технологии обводнения пласта?

[45]

Кроме потерь в КИН за счет нефтяных целиков и конусов обводнения в любом пласте присутствуют потери нефти за счет смачивания частиц коллектора нефтью. Любая вмещающая порода под микроскопом выглядит усредненно как-то так:

Рис. 40. Вид вмещающей породы под микроскопом.

Песчаник состоит в основном из частиц кварца — SiO₂, а известняк — из частиц карбоната кальция — CaCO₃. Нефть плохо смачивает кварц, но очень хорошо пристает к карбонату. В среднем известняковые коллекторы имеют более низкий КИН, нежели песчаниковые, — в известняковых коллекторах нефть, даже на микроуровне, «жмется» к частицам породы, а вода легко просачивается через поры между частицами пласта.

При хороших раскладах, даже имея спокойный темп добычи, за счет традиционных методов добычи, можно достичь среднего значения КИН в 30–35 %. Это значит, что 2/3 найденной геологами нефти нефтяники просто вынуждены оставлять внизу, в пласте. Однако иногда в силу геологического строения пласта значение КИН, при всех ухищрениях нефтяников, может составить цифру в эпические 5 %. Что делать дальше?