Материал: нефть пласт лекции
СПБГУАП группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts
1 |
|
Методы увеличения нефтеотдачи пластов. Лекции. |
|
Лекция 1. Введение. Основы применения методов увеличения нефтеотдачи. |
.................................. 4 |
геологические запасы......................................................................................................................... |
4 |
извлекаемые запасы ........................................................................................................................... |
4 |
Коэффициент извлечения нефти ..................................................................................................... |
4 |
методы увеличения нефтеотдачи..................................................................................................... |
6 |
Пример применения различных МУН ........................................................................................... |
7 |
Лекция 2. Заводнение ............................................................................................................................... |
8 |
Общие сведения о строении и свойствах пластов ........................................................................ |
8 |
Типы коллекторов .............................................................................................................................. |
8 |
Пористость коллекторов ................................................................................................................... |
8 |
Проницаемость коллекторов............................................................................................................ |
9 |
Неоднородность порового пространства (микронеоднородность)............................................ |
9 |
Неоднородность коллекторов (макронеоднородность) ............................................................... |
9 |
Расчлененность коллекторов ......................................................................................................... |
10 |
Начальная нефтенасыщенность коллекторов............................................................................ |
10 |
Заводнение - вытеснение нефти водой.......................................................................................... |
10 |
Капиллярные силы........................................................................................................................... |
13 |
Не вытесненная водой нефть (остаточная нефть)...................................................................... |
14 |
Коэффициент извлечения нефти при заводнении...................................................................... |
14 |
Лекция 3. Классификация методов увеличения нефтеотдачи. Эффективность методов увеличения
нефтеотдачи............................................................................................................................................. |
16 |
Гидродинамические МУН............................................................................................................... |
16 |
Химические МУН ............................................................................................................................. |
16 |
Газовые МУН..................................................................................................................................... |
16 |
Тепловые МУН.................................................................................................................................. |
16 |
Физические МУН.............................................................................................................................. |
16 |
Критерии применимости различных МУН ................................................................................. |
16 |
Методы воздействия на призабойную зону пласта .................................................................... |
19 |
Лекция 4. Гидродинамические методы увеличения нефтеотдачи при заводнении. ........................ |
22 |
Классификация гидродинамических МУН по РД 153-39.0-110-01.......................................... |
22 |
Поддержание повышенных давлений нагнетания..................................................................... |
23 |
Форсированный отбор жидкостей ................................................................................................. |
23 |
Циклическое заводнение и изменение направлений фильтрационных потоков ................ |
24 |
Лекция 5. Химические методы увеличения нефтеотдачи при заводнении....................................... |
26 |
Полимерное заводнение................................................................................................................... |
26 |
Полимер .............................................................................................................................................. |
26 |
СПБГУАП группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts
2 |
|
Химическая деструкция ПАА ........................................................................................................ |
27 |
Влияние температуры...................................................................................................................... |
27 |
Механическая деструкция ПАА .................................................................................................... |
27 |
Влияние полимеров на подготовку нефти ................................................................................... |
27 |
Применение поверхностно-активных веществ (ПАВ) .............................................................. |
29 |
Мицеллярно-полимерное заводнение........................................................................................... |
29 |
Щелочное заводнение....................................................................................................................... |
30 |
Потокоотклоняющие технологии (ПОТ). .................................................................................... |
31 |
Ограничение водопритока .............................................................................................................. |
31 |
Пример применения химических МУН ....................................................................................... |
32 |
Лекция 6. Газовые методы увеличения нефтеотдачи.......................................................................... |
33 |
Лекция 7. Тепловые (термические) методы увеличения нефтеотдачи. ............................................. |
35 |
Закачка горячей воды...................................................................................................................... |
35 |
Циклическая обработка паром призабойных зон добывающих скважин ............................ |
35 |
Площадная закачка пара ................................................................................................................ |
36 |
Внутрипластовое горение................................................................................................................ |
37 |
Проектирование процесса внутрипластового горения ............................................................. |
39 |
Критерии применимости тепловых МУН ................................................................................... |
39 |
Лекция 8. Физические (механические) методы увеличения нефтеотдачи. ....................................... |
41 |
Гидравлический разрыв пласта (ГРП)......................................................................................... |
41 |
Влияние ГРП на оборудование и подготовку нефти.................................................................. |
44 |
Основные расчетные показатели процесса ГРП ........................................................................ |
45 |
Уплотнение сетки скважин............................................................................................................. |
45 |
Бурение горизонтальных скважин................................................................................................ |
45 |
Бурение боковых (вторых) стволов скважин.............................................................................. |
46 |
Лекция 9. Нетрадиционные методы увеличения нефтеотдачи. ......................................................... |
48 |
Импульсное электрическое воздействие на пласт ..................................................................... |
48 |
Метод виброволнового воздействия на ПЗП............................................................................... |
48 |
Импульсно-ударные методы........................................................................................................... |
49 |
Сейсмическое воздействие на пласт ............................................................................................. |
49 |
Термогазовое воздействие на пласт. ............................................................................................. |
50 |
Парогравитационное дренирование пласта ................................................................................ |
51 |
Лекция 10. Методы определения технологической эффективности МУН. ...................................... |
53 |
Оценка технологической эффективности МУН с использованием характеристик |
|
вытеснения......................................................................................................................................... |
53 |
Оценка технологической эффективности МУН с использованием технологической схемы
............................................................................................................................................................... 56
СПБГУАП группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts
3 |
|
Оценка технологической эффективности МУН методом прямого счета .............................. |
56 |
Лекция 11. Проектирование МУН и их внедрение на нефтедобывающих предприятиях. ............. |
59 |
Выбор МУН, применимых на конкретном месторождении..................................................... |
59 |
Лабораторные исследования .......................................................................................................... |
60 |
Разработка технологии и подготовка пилотного проекта ........................................................ |
61 |
Опытно-промышленные работы................................................................................................... |
62 |
Анализ результатов опытно-промышленных работ ................................................................. |
62 |
Промышленное применение........................................................................................................... |
64 |
Список литературы ................................................................................................................................. |
64 |
Темы практических занятий .................................................................................................................. |
65 |
Практическое занятие № 5. Проектирование гидравлического разрыва пласта .............................. |
65 |
Расчет основных характеристик процесса гидроразрыва........................................................ |
65 |
Расчет размеров трещин.................................................................................................................. |
69 |
Вопросы для экзаменационных билетов .............................................................................................. |
71 |
СПБГУАП группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts
4
Лекция 1. Введение. Основы применения методов увеличения нефтеотдачи.
Согласно приказу Министерства природных ресурсов и экологии от 1 ноября 2013 г. № 477 «Об утверждении Классификации запасов и ресурсов нефти и горючих газов» запасы залежей и месторождений подразделяют на:
геологические запасы – количество нефти, газа, конденсата и содержащихся в них компонентов, которое находится в недрах в изученных бурением залежах, наличие которых в недрах доказано пробной или промышленной эксплуатацией, или испытанием скважин, или обосновано геологогеофизическими исследованиями; извлекаемые запасы – часть геологических запасов, которая может быть добыта из залежи
(месторождения) за весь срок разработки в рамках оптимальных проектных решений с использованием доступных технологий при соблюдении требований по охране недр и окружающей среды.
Ресурсы не вскрытых бурением объектов с предполагаемой нефтегазоносностью подразделяют на:
–геологические ресурсы – количество нефти, газа и конденсата, содержащееся в не вскрытых бурением ловушках, нефтегазоносных или перспективных нефтегазоносных пластах, горизонтах или комплексах, наличие которых в недрах предполагается на основе геологических представлений, теоретических предпосылок, результатов геологических, геофизических и геохимических исследований;
–извлекаемые ресурсы – часть геологических ресурсов, которую прогнозируют извлечь из недр с использованием доступных технологий при соблюдении требований по охране недр и окружающей среды.
Запасы нефти и газа, по степени промышленного освоения и по степени геологической изученности, подразделяют на категории: А (разрабатываемые, разбуренные), В1 (разрабатываемые, не разбуренные, разведанные), В2 (разрабатываемые, не разбуренные, оцененные), C1 (разведанные) и С2 (оцененные).
Коэффициент извлечения нефти (КИН, нефтеотдача) – это отношение начальных извлекаемых запасов к начальным геологическим запасам (мера полноты извлечения нефтяных запасов в сравнении с потенциально возможным расчетным значением), выраженное в долях единицы.
Извлекаемые запасы нефти, растворенного в нефти газа и содержащихся в них компонентов и КИН рассчитывают и обосновывают на стадии проектирования разработки месторождения на весь расчетный срок разработки, от начала ввода месторождения в эксплуатацию до отключения последних скважин эксплуатационного фонда.
При расчете и обосновании КИН учитывают как достигнутый уровень развития техники и технологии разработки месторождений, так и перспективы применения новых методов разработки и интенсификации добычи нефти, новой техники и технологий.
КИН обосновывают по каждому эксплуатационному объекту (залежи) и месторождению в целом для запасов категорий C1+C2 по разведанным, для категорий A+B+C1+C2 по разрабатываемым месторождениям.
На величину КИН влияют многие факторы – физические характеристики, химический состав нефти, глубина залегания, степень обводненности нефтеносных пластов, выбранный способ разработки месторождения.
В2010 г. средний КИН в мире составил 0,30-0,35. Значения КИН изменяются от 0,09 до 0,75 (полнота извлечения нефти от 9 до 75%). КИН 0,4 – 0,5 считают довольно высоким, таких значений можно достичь, если извлекаемая нефть имеет низкую вязкость, а коллекторы – хорошую проницаемость. При КИН 0,2 – 0,3 (как правило, вследствие высокой вязкости нефти), речь идет о трудно извлекаемых запасах.
СПБГУАП группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts
5
Приросты извлекаемых запасов в проектных документах, рассмотренных центральной комиссией по разработке (ЦКР) в 2005 – 2010 гг., показаны в таблице (по данным В.В. Шелепова, заместителя председателя ЦКР Роснедр по углеводородному сырью). Всего за этот период извлекаемые запасы увеличились более чем на 1 млрд. тонн.
|
Год рассмотрения |
КИН |
КИН |
Разница |
Увеличение извлечения |
||
|
на балансе |
по проекту |
КИН |
нефти, млн. т |
|||
|
|
|
|||||
2005 |
(136 месторождений) |
0,429 |
0,454 |
0,025 |
300 |
||
2006 |
(94 |
месторождения) |
0,336 |
0,383 |
0,047 |
250 |
|
2007 |
(68 |
месторождений) |
0,340 |
0,405 |
0,065 |
200 |
|
2008 |
(54 |
месторождения) |
0,400 |
0,456 |
0,056 |
110 |
|
2009 |
(43 |
месторождения) |
0,380 |
0,409 |
0,029 |
80 |
|
2010 |
(40 |
месторождений) |
0,415 |
0,433 |
0,018 |
78 |
|
За 2005-2010 |
0,391 |
0,430 |
0,039 |
1018 |
|||
(435 месторождений) |
|||||||
|
|
|
|
||||
На рис. 1 показана динамика изменения КИН и доли трудно извлекаемых запасов в СССР
и России.
0.50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
0.45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
0.40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
0.35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
0.30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1961 |
1966 |
1971 |
1976 |
1981 |
1986 |
1991 |
1996 |
2001 |
2006 |
2011 |
|
|
КИН |
|
Доля трудно извлекаемых запасов, % |
|
|||||
Рисунок 1. Динамика изменения КИН и доли трудно извлекаемых запасов в СССР и России.
Как видно из данных рис.1, понижение величины КИН можно объяснить изменением структуры запасов нефти – увеличением доли трудно извлекаемых запасов, а также увеличением доли месторождений, расположенных на труднодоступных территориях с суровыми климатическими условиями, ухудшенными геолого-физическими свойствами залегающих на больших глубинах продуктивных пластов.
В действующих нормативно-технических документах указаны следующие методы увеличения нефтеотдачи:
–обработка призабойной зоны пласта химическими реагентами;
–ремонтно-изоляционные работы, изоляция притока пластовых вод;
–гидроразрыв пласта;
–бурение горизонтальных добывающих скважин;
–зарезка вторых стволов добывающих скважин;