Физико-химические методы увеличения нефтеизвлечения пластов. Механизм, технология, реагенты.
Физико-химические методы обеспечивают увеличение коэффициентов вытеснения и охвата одновременно или одного из них. Среди них выделяют две подгруппы: методы, улучшающие заводнение, которые основанны на снижении межфазного поверхностного натяжения и изменении соотношения подвижностей фаз и обеспечивают увеличение коэффициентов вытеснения и охвата; и методы извлечения остаточной нефти из заводненных пластов, основанные на полной или частичной смесимости рабочих агентов с нефтью и водой.
Методы, улучшающие заводнение, к ним относятся методы, использующие в качестве рабочих агентов поверхностно-активные вещества (ПАВ), полимеры, щелочи и серную кислоту.
Применение ПАВ при оптимальном массовом содержании обеспечивает снижение поверхностного натяжения на контакте нефть – вода и делает поверхность зерен горных пород-коллекторов более смачиваемой водой, т.е. увеличивает ее гидрофильность. Кроме того, если какая-то часть остаточной нефти в заводненной области пласта находится в виде глобул, застрявших в сужениях пористой среды, и под действием градиентов давления не может двигаться, то со снижением поверхностного натяжения эти глобулы будут легче деформировать свою поверхность и продвигаться через сужения пор. Однако такие растворы способны обеспечить повышение нефтеотдачи не более чем на 2 – 5 %.
Технология закачки раствора ПАВ весьма простая, для дозированной подачи растворов ПАВ разработана установка УДПВ – 5. Будущее метода связывают в основном с обработкой призабойных зон нагнетательных скважин для повышения их приемистости, для освоения плотных глинистых коллекторов и снижения давления нагнетания.
|
|
|
При вытеснении из пластов нефтей различной вязкости обычной водой текущая и конечная нефтеотдача снижается с увеличением отношения вязкостей нефти и воды. Метод полимерного заводнения основан на способности раствора полимера в воде, уменьшать соотношение подвижностей нефти и воды и уменьшать подвижность воды, закачиваемой за раствором полимера, что повышает охват пластов заводнением. В качестве полимера закачиваемого в нефтяные пласты, чаще всего применяют полиакриламид (ПАА). Считается, водный раствор ПАА целесообразно использовать для вытеснения нефти из пластов при ее вязкости 10 – 30 мПа*с. Метод относится к дорогим, поэтому перспективы его применения зависят от цены на нефть, объемов производства дешевых полимеров и эффективного сочетания с другими методами повышения нефтеотдачи.
Метод щелочногозаводнения основан на взаимодействии щелочей с активными компонентами (органическими кислотами) нефти и породой. При этом образуются ПАВ, изменяется смачиваемость породы, набухают глины. Для приготовления щелочных растворов могут использоваться с различными показателями щелочности едкий натр, углекислый натрий, аммиак, силикат натрия. Наиболее активные из них первый и последний (силикатно-щелочное заводнение). Щелочные растворы закачивают в виде оторочек размером 0,1 – 0,25 объема пор с концентрацией 0,05 – 0,5%. Будущее метода связывают с сочетанием его с тепловыми методами (термощелочные растворы) и с осадкообразованием в пласте.
|
|
|
Механизм, технологии, условия применения и эффективность тепловых методов увеличения нефтеизвлечения пластов.
Идея искусственного воздействия на нефтяной пласт теплом с целью более эффективной выработки запасов нефти возникла давно. В 20-30 годы прошлого столетия ученые И.М. Губкин, А.Д. Архангнльский и Д.В. Голубятников предсказывали большую роль тепловых методов при разработке месторождений высоковязких нефтей.
Основоположниками фундаментальных теоретических и экспериментальных исследований термогидродинамических процессов в нефтяных пластах в нашей стране были А.Б. Шейман, И.А. Чарный
Виды:
• Паротепловое воздействие (ПТВ)
|
|
|
• Воздействие горячей водой (ВГВ)
• Внутрипластовое горение (ВГ)
• Термополимерное воздействие (ТПВ)
• Импульсно-дозированное тепловое воздействие (ИДТВ)
• Импульсно-дозированное тепловое воздействие с паузой [ИДТВ(П)]
• Теплоциклическое воздействие на пласт (ТЦВП)
1. Паротепловое воздействие (ПТВ) и воздействие горячей водой (ВГВ) основаны на закачке расчетного объема теплоносителя (пар или нагретая вода) в паронагнетательные скважины для создания тепловой оторочки (в зависимости от коллекторских свойств продуктивного пласта и физико-химических свойств нефти в объеме 0,3 – 0,6 объема пор пласта) с последующим продвижением ее по пласту к добывающим скважинам закачкой холодной водой 2 – 3 объемов пор пласта. На извлечение 1 тонны нефти при этом необходимо закачивать от 6 до 12 т теплоносителя.
Глубина скважин (продуктивных пластов) в пределах 200 – 800 м. Конечноенефтеизвлечение не превышает 0,25 – 0,27 от геологических запасов. Из-за высоких, затрат на выработку теплоносителя и больших объемов закачки теплоносителя на извлечения 1 тонны нефти эти технологии не находят широкого применения.
2. Внутрипластовое горение основано на использовании энергии, получаемой при частичном сжигании тяжелых фракций нефти (кокса) в пластовых условиях при нагнетании в пласт окислителя (воздуха). При внутрипластовом горении сжигается до 15 % нефти от геологических запасов. Конечное нефтеизвлечение достигает 0,5 – 0,8.
|
|
|
Этот метод более сложен в сравнении с другими методами и широкого применения не нашел. Хотя КИН 0,5 – 0,8 достигается при существующих методах один из высоких.
3. Сущность технологии ИДТВзаключается в циклическом попеременном вводе в пласт через нагнетательные скважины теплоносителя и холодной воды (с формированием волнового теплового фронта) в строго расчетных пропорциях с созданием в пласте «эффективной» температуры Тэф.
Основное отличие механизма ИДТВ над известными способами паротеплового воздействия (ПТВ) и воздействия горячей водой (ВГВ)состоит в том, что в технологии ИДТВ при многократном повторе расчетных циклов «пар-холодная вода» активизируется вытеснение нефти из поровых блоков (матриц) трещиновато-порового пласта, что в целом приводит к увеличению нефтеизвлечения из залежи.
Важным преимуществом импульсно-дозированного теплового воздействия
является энергосбережение, которое достигается за счет ограничения объема вводимого в пласт теплоносителя.
КИН для Гремихинского месторождения 0,37.
4. Сущность технологии ИДТВ(П) заключается в том, что при циклической закачке расчетных объемов теплоносителя и холодной воды при ИДТВ на этапе нагнетания воды осуществляются периодические остановки процесса (паузы).
Продолжительность каждой паузы равна времени восстановления пластового давления при остановке скважин, а суммарная продолжительность остановок в цикле не должна превышать времени, необходимого для закачки в пласт 10-15% объема воды в данном цикле.
ИДТВ(П), в отличие от ИДТВ, позволяет активизировать нетолько внутрипластовые термокапиллярные и термоупругие процессы, но и проявлять гидродинамические упругие силы между нефтенасыщенными блоками малой проницаемости и каналами активной фильтрации. В результате повышается охват пласта вытеснением и, как результат, увеличивается нефтеизвлечение.
ИДТВ(П), обладая всеми положительными качествами технологии ИДТВ, обеспечивает нефтеизвлечение в неоднородном низкопроницаемом пласте до 40%.
С целью дальнейшего совершенствования технологических процессов теплового воздействия на залежи высоковязких нефтей создан новый способ теплоциклического воздействия на нефтяной пласт (ТЦВП).
КИН чуть больше чем при ИДТВ.
5. ТЦВП - единый технологический процесс комплексного теплового воздействия на пласт через систему нагнетательных и нефтедобывающих скважин.
Технологическая сущность ТЦВП заключается в нагнетании заданного количества теплоносителя в данный элемент залежи через паронагнетательную и три добывающие нефтяные скважины, сгруппированные через одну в 7-точечном элементе скважин. Нагнетание теплоносителя в паронагнетательную скважину (расположенную в центре 7-точечного элемента скважин) ведется постоянно, в режиме ИДТВ(П), а в добывающие - циклически, с переменой функций по закачке теплоносителя в режиме ИДТВ и отбору нефти (жидкости).
Один цикл ТЦВП состоит из трех технологических этапов:
1-й этап - нагнетание теплоносителя одновременно через центральную нагнетательную (НС) и 3 добывающие (ДС) скважины данного элемента, расположенные через одну в режиме ИДТВ(П), отбор нефти осуществляется через оставшиеся (через одну) 3 добывающие скважины.
2-й этап - отличается от первого тем, что добывающие скважины меняются функциями. Добывающие три скважины, в которые закачивался теплоноситель, переводятся под добычу нефти, а нефтедобывающие три скважины переводятся под закачку теплоносителя.
3-й этап - нагнетание теплоносителя осуществляется только через центральную нагнетательную скважину (НС), а из всех добывающих скважин осуществляется отбор нефти (жидкости).
Циклы повторяются заданное количество раз. После завершения всех циклов ТЦВП переходят к завершающей стадии разработки элемента. На этой стадии центральная нагнетательная скважина (НС) переводится под нагнетание нагретой воды для проталкивания тепловой оторочки, а все добывающие скважины переводятся в режим добычи нефти.
Нагретая вода для проталкивания тепловой оторочки должна (желательно) иметь температуру равную первоначальной пластовой
КИН = 0,42.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 620; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!