Материал: нефть пласт лекции

СПБГУАП группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts

16

Лекция 3. Классификация методов увеличения нефтеотдачи. Эффективность методов увеличения нефтеотдачи.

МУН принято разделять на:

–гидродинамические;

–химические;

–газовые;

–тепловые;

–физические.

Иногда химические методы называют физико-химическими.

Гидродинамические МУН направлены на повышение эффективности заводнения, а именно – на увеличение охвата пласта заводнением (увеличение коэффициента заводнения) через изменение гидродинамических режимов фильтрации жидкостей в пласте.

Гидродинамические МУН – это нагнетание воды в нефтяные залежи под повышенным давлением; форсированный отбор жидкости; циклическое заводнение; изменение направлений фильтрационных потоков; оптимизация сетки нагнетательных скважин.

Химические МУН повышают эффективность заводнения как через увеличение коэффициента заводнения, так и через увеличение коэффициента вытеснения. Они основаны на закачке в пласт веществ, которые увеличивают вязкость воды (полимеры) или обладают высокой поверхностной активностью. К этим МУН относят также закачку гелей, пен, эмульсий, получаемых с применением химических реагентов.

Химические МУН – это полимерное заводнение, щелочно-пав-полимерное заводнение, заводнение с применением поверхностно-активных веществ, мицеллярно-полимерное заводнение, щелочное заводнение, потокоотклоняющие технологии, ограничение водопритока.

Газовые МУН – в пласт закачивают углекислый газ (CO2), углеводородный газ (в том числе широкие фракции легких углеводородов), азот или воздух. Газовые методы повышают коэффициент вытеснения.

Тепловые МУН – это закачка горячей воды, пара и внутрипластовое горение. Тепловые МУН основаны на введении в пласт тепловой энергии (закачка в пласт горячей воды или пара) или производстве ее в пластовых условиях (внутрипластовое горение). Тепловые МУН используют, преимущественно, для разработки месторождений с залежами вязких нефтей и битумов. В основе тепловых МУН лежит существенное увеличение скорости фильтрации жидкостей в пористой среде при нагреве. Увеличение скорости фильтрации происходит благодаря снижению вязкостей жидкостей, изменению их структурно-механических свойств и сил поверхностного натяжения на границе раздела фаз. Тепловые МУН повышают как коэффициент вытеснения, так и коэффициент охвата пласта воздействием.

Физические МУН – это гидравлический разрыв пласта (ГРП), уплотнение сетки добывающих скважин, бурение горизонтальных скважин, бурение вторых стволов скважин.

Критерии применимости различных МУН. Для каждого метода существуют свои критерии применимости, которые обусловлены особенностями реализуемого процесса. Однако есть общие для всех МУН критерии, определяющие эффективность и целесообразность применения МУН. К таким критериям относятся:

–трещиноватость коллектора (нарушенность монолитности породы трещинами, совокупность трещин в породном массиве) которая приводит к опережающему прорыву закачиваемых веществ в добывающие скважины и снижает охват и нефтеотдачу пласта;

–высокая водонасыщенность нефтяного пласта (более 65-70%) исключает эффективное применение большинства методов по экономическим причинам, так как затраты на подготовку и закачку вытесняющих агентов не компенсируются дополнительно добытой нефтью. Поэтому необходимы тщательные исследования по определению распределения нефтенасыщенности по

СПБГУАП группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts

17

площади и разрезу залежи, что позволит выбирать участки с достаточно высокой нефтенасыщенностью, позволяющей рентабельно применять тот или иной МУН;

–высокая вязкость нефти в пластовых условиях (более 50 мПа·с) затрудняет эффективное применение большинства МУН, применяемых при заводнении (кроме физических). Если вязкость нефти не превышает 200 мПа·с, то возможно применение методов полимерного заводнения. При вязкости нефти более 200 мПа·с возможно применение тепловых МУН или их комбинации с другими МУН;

–высокая глинистость коллектора (содержание глин более 10%) снижает эффективность применения физико-химических МУН из-за большой адсорбции химических продуктов и обеднения закачиваемых растворов реагентами. Применение тепловых МУН в глинистых пластах приводит к разбуханию глин и снижению проницаемости пласта;

–высокая жесткость пластовых вод и вод, используемых для приготовления растворов закачиваемых реагентов, резко снижает эффективность применения почти всех химических МУН. Особенно отрицательно на эффективность МУН влияет высокая концентрация в воде солей кальция и магния вследствие образования осадков, адсорбции реагентов на них и снижения вытесняющей способности растворов.

Существуют также дополнительные критерии, ограничивающие применение отдельных

МУН.

Втаблице приведены геолого-физические и технологические условия и соответствующие им рекомендуемые МУН (И.Т. Мищенко, д.т.н., РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, А.А. Лутфуллин, ГКЗ Роснедра).

СПБГУАП группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts

18

«+» – технология рекомендуется, «0» – использование технологии возможно, но не предпочтительно, «–» – технология не рекомендуется или низкоэффективная, «+*» – технология рекомендуется совместно с ГРП

Сравнительная потенциальная эффективность МУН (увеличение коэффициентов вытеснения и охвата пласта воздействием): гидродинамические – 7 – 15%, химические – 25 – 35%, газовые – 5-15%, тепловые – 15 – 30%, физические – 9 – 12%.

СПБГУАП группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts

19

Рисунок 5. Сравнительная потенциальная эффективность МУН.

Методы воздействия на призабойную зону пласта. Призабойной зоной пласта (ПЗП)

называется область пласта вокруг ствола скважины, подверженная наиболее интенсивному воздействию различных процессов, сопровождающих строительство скважины, ее эксплуатацию и ремонт, нарушающих первоначальное равновесное механическое и физико-химическое состояние пласта (изменяющих фильтрационные характеристики пласта). По данным разных авторов размеры ПЗП изменяются от долей до десятков метров. Например, 2,5 – 8,0 диаметров скважины. Имеются данные, свидетельствующие о том, что в трещиноватых и трещиноватопоровых коллекторах радиус зоны с ухудшенными гидродинамическими характеристиками достигает десятков метров.

В основе всех методов воздействия на ПЗП (стимуляции скважин, интенсификации добычи нефти) лежит принцип искусственного увеличения проводимости пород, осуществляемый химическими, механическими или тепловыми способами. Воздействие на ПЗП увеличивает или восстанавливает характеристики скважин, и как следствие, увеличивает нефтеотдачу за счет интенсификации фильтрационных процессов в пластах.

И.Т. Мищенко выделяет следующие основные методы интенсификации притока и приемистости скважин:

СПБГУАП группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts

20

На рис. 6 показано изменение дебита добывающей скважины до и после обработки ПЗП растворителем солеотложений (Пильтун-Астохское месторождение, о. Сахалин, шельф).