Подход к оценке эффективности закачки азота с целью блокирования воды и увеличения добычи нефти

В нефтегазовой отрасли, где эффективность и экологическая безопасность играют ключевую роль, технологии, направленные на оптимизацию добычи и минимизацию воздействия на окружающую среду, приобретают особое значение. Одной из таких технологий является метод блокирования прорыва воды азотом с целью увеличения нефтеотдачи, основанный на технологии AWACT (Anti-Water Coning Technology). В настоящей работе рассмотрены основные принципы, механизмы и способы ее эффективного применения на объектах нефтяного промысла. По результатам проведённых лабораторных фильтрационных исследований с использованием рекомбинированной пробы нефти подтверждено, что закачка азота может не только эффективно бороться с прорывами воды, но и способствует увеличению добычи нефти за счет изменения направления фильтрации воды и выравнивания профиля притока. Разработан способ гидродинамического моделирования технологии AWACT, который настроен на результаты лабораторных исследований, что позволило определить оптимальный объем закачки для горизонтальных скважин – 300 тысяч м³ азота. Этот объем является достаточным для получения значительного эффекта без избыточных экономических затрат.

1. Деревянко В.К., Сергеев Г.Д., Болотов А.В., Варфоломеев М.А., Сорокин А.С., Коваленко В.А., Пенигин А.В., Федоровский С.А., Серопян Р.Ю., Морозов М.А., Еремеев Д.М. (2023). Сравнение эффективности вытеснения нефти при закачке углекислого и нефтяного газов на Царичанском + Филатовском месторождении. Нефтяное хозяйство, (1), pp. 34–39. DOI: 10.24887/0028-2448-2023-1-34-39

2. Деревянко В.К., Сергеев Г.Д., Болотов А.В., Минханов И.Ф., Варфоломеев М.А., Чалин В.В., Коваленко В.А., Кушней А.Ю., Ваганов А.В., Мукминов И.Р. (2024). Оценка эффективности вытеснения нефти газом путём проведения комплексных фильтрационных исследований на модели тонкой трубки с различными газами закачки для ачимовских отложений Западной Сибири. PROНЕФТЬ. Профессионально о нефти, 9(4), pp. 73–85. https://doi.org/10.51890/2587-7399-2024-9-4-73-85

3. Кадет В.В., Галечян А.М. (2013). Gерколяционная модель гистерезиса относительных фазовых проницаемостей. Прикладная механика и техническая физика, 54(3). https://doi.org/10.1134/S0021894413030115

4. Afzali, S., Rezaei, N. & Zendehboudi, S. (2018). A comprehensive review on Enhanced Oil Recovery by Water Alternating Gas (WAG) injection. Fuel 227, 218–246. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2018.04.015

5. Anikin, O.V., Derevyanko, V.K., Bolotov, A.V., Minkhanov, I.F., Varfolomeev, M.A., Konstantinovich, E.A. & Kadysheva, V.A. (2025). Gas enhanced oil recovery methods for offshore oilfields: Features, implementation, operational status. Petroleum Research 10(2), 404–415. https://doi.org/10.1016/j.ptlrs.2024.12.003

6. Derevyanko, V.K., Bolotov, A.V., Minkhanov, I.F., Varfolomeev, M.A., Usmanov, S.A., Saifullin, E.R., Egorov, A.N., Sudakov, V.A., Zhanbossynova, S. & Sagirov, R.N. (2023). Feasibility of Foam-Enhanced Water-Gas Flooding for a Low-Permeability High-Fractured Carbonate Reservoir. Screening of Foaming Agent and Flooding Simulation. SPE Caspian Technical Conference and Exhibition, SPE-217637-MS. https://doi.org/10.2118/217637-MS

7. Hao, H., Li, J., Deng, S., Xian, B., Tang, Z., Yang, S. & Hou, J. (2023). N2 Foam Flooding Combined with Gel Plugging for Enhanced Oil Recovery in High-Temperature Reservoirs: Laboratory Experiments and Numerical Simulations. ACS Omega 8(26), 23913–23924. https://doi.org/10.1021/acsomega.3c02383.

8. He, X., Zhao, L., Lu, X., Ding, F., Wang, Z., Han, R. & Liu, P. (2022). A Critical Review Using CO2 and N2 of Enhanced Heavy-Oil-Recovery Technologies in China. Applied Sciences 12(24), 12585. https://doi.org/10.3390/app122412585

9. Jiang, Q., Jindong, C., Zhigang, W., Jia, N., Chuixian, K., Tianquan, C., Kai, L., Lipeng, H. & Tong, L. (2020). Visualized Experimental Study of Nitrogen Injection Supression of Bottom Water Coning. Chemistry and Technology of Fuels and Oils 56(3), 453–464. https://doi.org/10.1007/s10553-020-01156-0

10. Lai, S. & Wardlaw, N. (1999). Factors Affecting the Application of Anti- Water Coning Technology (AWACT) At the South Jenner Oil Field, Southeast Alberta. Journal of Canadian Petroleum Technology 38(03). https://doi.org/10.2118/99-03-02

11. Lee, P., Tang, H., Yan, X., Zhang, S., Zhang, Z. & Liu, H. (2023). Laboratory Evaluation on the Water Flooding Characteristics in Bottom Water Reservoir Containing Interbeds. ACS Omega 8(45), 42409–42416. https://doi.org/10.1021/acsomega.3c04873

12. Luhning, R., Chmilar, M. & Anderson, B. (1990). The AOSTRA Anti Water Coning Technology (AWACT) Process - From Invention To Commercial Application. Annual Technical Meeting , PETSOC-90-132. https://doi.org/10.2118/90-132

13. Meena, M., Chanchlani, K., Kumar, A. & Chouhan, V. (2024). Nitrogen Huff and Puff: Novel Method for Enhancing Liquid Production in the Brown Fields of the Mehsana. SPE Conference at Oman Petroleum & Energy Show , D021S019R002. https://doi.org/10.2118/218508-MS

14. Srivastava J. P., Mahli L. (2012). Water alternating gas (WAG) injection a novel EOR technique for mature light oil fields a laboratory investigation for GS-5C sand of Gandhar field. A paper presented in biennial international conference and exposition in petroleum geophysics, Hyderabad. https://www.spgindia.org/spg_2012/spgp109.pdf

15. Sorokin, A.S., Bolotov, A.V., Nuriev, D.R., Derevyanko, V.K., Minkhanov, I.F. & Varfolomeev, M.A. (2022). Dynamic Criteria for Physical Modeling of Oil Displacement by Gas Injection. Processes 10(12), 2620. https://doi.org/10.3390/pr10122620.

16. Tileuberdi, N., Mashrapova, M., Toktarbay, Z. (2023). A Review on Nitrogen Flooding for Enhanced Oil Recovery. ES Materials & Manufacturing. https://doi.org/10.30919/esmm968

17. Wang, Y., Liu, H., Chen, Z., Wu, Z., Pang, Z., Dong, X. & Chen, F. (2018). A visualized investigation on the mechanisms of anti-water coning process using nitrogen injection in horizontal wells. Journal of Petroleum Science and Engineering 166, 636–649. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2018.03.083

18. Zhang, Y., Li, B., Lu, T., Li, Z., Zeng, X. & Song, Y. (2023). Adaptation study on nitrogen foam flooding in thick reservoirs with high water cut and high permeability. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 657, 130539. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2022.130539

19. Zheng, W., Feng, Y., Tan, X., Yang, R., Liu, H., Xie, H. & Wang, T. (2022). Feasibility Investigation on the N2 Injection Process to Control Water Coning in Edge Water Heavy Oil Reservoirs. Frontiers in Earth Science 9, 825253. https://doi.org/10.3389/feart.2021.825253