Курсовая работа: Расчет процесса циклической закачки пара в нефтяной пласт

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: Технология и техника методов повышения нефтеотдачи пластов (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

«Расчет процесса циклической закачки пара в нефтяной пласт»

Выполнил: студент гр. НД-15-1

Хажан.А.Я/

Руководитель проекта: ассистент Кузнецова А.Н

Санкт-Петербург - 2018

Задание

Студенту группы НД-15-1 / Хажан.А,я/

Тема работы: «Расчет процесса циклической закачки пара в нефтяной пласт»

2. Исходные данные к работе: проект разработки Гремихинского месторождения.

3.Содержание пояснительной записки: В соответствии с методическими указаниями к курсовой работе: задание на выполнение работы, расчетные формулы, расчет, результаты, графики, заключение.

4. Перечень графического материала: графики, схемы.

5. Срок сдачи законченного проекта: 16-12-2018 г.___

Руководитель работы: ассистент ________________ / Кузнецова А.Н./

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

Дата получения задания: 14-09-2018 г.

Оглавление

Аннотация

Введение

1. Анализ разработки месторождения

1.1 Общие сведения о месторождении

1.2 Характеристика Гремихинского месторождения

2. Подбор и обоснование системы разработки с использованием циклической закачки пара в нефтяной пласт

2.1 Пароциклические обработки скважин

2.2 Внутрипластовое горение

2.3 Вытеснение горячей водой

2.4 Вытеснение нефти паром

2.5 Обоснование выбора метода увеличения нефтеотдачи

3. Расчетная часть

Заключение

Список используемой литературы

Аннотация

В данном курсовом работе рассматриваются методы нефтеотдачи, производится применение технологии закачки пара в нефтяной пласт на месторождении. Также приводится технологический расчет эффективности применения метода.

Проект содержит пояснительную записку объемом 21 стр., вкл. 3 рис., 2 таблицы, библ. список из 13 наименований.

In this course deals with modern methods of oil recovery, which is about the use of the methods of oil recovery are considered, the application of steam injection into the reservoir is applied to the field.

The work contains an explanatory note displacement 21 pages, incl. 3 figures, 2 tables and 13 references

Введение

В течение последних лет в нефтяной промышленности наблюдается устойчивая тенденция к ухудшению структуры запасов нефти, что проявляется в росте трудноизвлекаемой нефти, увеличении количества вводимых в разработку месторождений с осложненными геолого- физическими условиями, повышении удельного веса карбонатных коллекторов с высокой вязкостью нефти, наличии большого количества залежей с обширными нефтегазовыми зонами и подстилаемых подошвенной водой и т. д. Создание и внедрение в производство новых способов и технологий воздействия на нефтяной пласт с целью получения высоких технико-экономических показателей разработки месторождений в таких условиях является одной из самых актуальных задач.

Реализация новых методов повышения нефтеотдачи пластов является одним из важнейших направлений научно-технического прогресса в нефтяной промышленности.

Проблемой увеличения нефтеотдачи пластов усиленно занимаются все нефтедобывающие страны мира, так как повышение нефтеотдачи на разрабатываемых месторождениях равносильно открытию новых.

В данной курсовой работе более подробно будет рассмотрена применения технологии закачки пара в нефтяной пласт на Гремихинское месторождении.

1. Анализ разработки месторождения

1.1 Общие сведения о месторождении

Гремихинское месторождение - это нефтяное месторождение, которое относится к компании ОАО Удмуртнефть. Это одно из самых крупных нефтедобывающих предприятий в Удмурдской республике. Оно располагается в западной части Воткинского района в Удмуртской Республике и относится к Волго-Уральской нефтегазоносной провинции. В 25 километрах от месторождения находится город Ижевск. Данное месторождение стало объектом для проведения экспериментальных исследований в нефтедобывающей отрасли в Российской Федерации.

Рисунок 1 - Обзорная карта месторождений

1.2 Характеристика Гремихинского месторождения

Средние значения пористости и проницаемости коллекторов этих частей пласта А4 сравнительно высокие и равны соответственно 22 % и 0,083-0,149 мкм2. Наиболее проницаемыми и сравнительно высокопористыми коллекторами являются породы нижней пачки. Они сложены раковинными песчаниками с небольшим количеством цемента. Ухудшение поровой составляющей коллекторов матрицы пласта А4 обусловлено развитием постдиагенной кальцитизации, что особенно ярко проявилось в коллекторах верхней пачки объекта. Вместе с тем, в них же наиболее интенсивно проявилась трещиноватость, выраженная развитием горизонтально, вертикально и наклонно направленных трещин, которые осложняют строение гранулярных коллекторов и одновременно изменяют их фильтрационно-емкостные характеристики. Замеренная по образцам керна густота трещин меняется от 0,15 до 0,71 см-1, плотность их 0,9-8,4 см-2, ширина от 0,02 до 2-3 мм. Трещины в разной степени зелечены вторичным кальцитом, нередко частично или полностью заполнены нефтью.

С трещиноватостью связано и образование кавернозности; размеры каверн достигают 2-3 см и более. Трещины служат проводящими и соединительными путями гидродинамического взаимодействия разобщенных поровых коллекторов, особенно в верхней части пласта А4. Нижняя поверхность кондиционно-нефтенасыщенного разреза имеет весьма сложный рельеф, контактируя либо с подошвенной водой (контактные зоны), либо с плотными прослоями, отделяющими нефтенасыщенную часть от водонасыщенной (неконтактные зоны). Таким образом, поверхность водонефтяного контакта (ВНК) представлена контактными окнами "нефть-вода" и неконтактными зонами, имеющими разделяющий плотный пласт.

По состоянию месторождение характеризуется низкой степенью выработанности запасов нефти: добыто 11862 тыс.т нефти, текущий КИН составляет 0,091 доли ед., отбор от НИЗ - 38 %.

Обобщенная геолого-физическая характеристика пласта А4 башкирского яруса Гремихинского месторождения сведена в табл. 1

Как видно из таблицы, нефть Гремихинского месторождения относится к категории высоковязких (>30 мПа с), высокосернистых (>2 %), высокопарафинистых (>3 %), высокосмолистых (>15 %), что делает ее чрезвычайно трудноизвлекаемой.

С учетом того, что эта нефть залегает в сложнопостроенных коллекторах (многослойный разрез карбонатных пород с двойной пористостью и с широким диапазоном изменения коллекторских свойств, наличием бассейна подошвенных вод с зональным характером их контактирования с нефтенасыщенной частью и т. д.), промышленное освоение залежи нефти пласта А4 встретило исключительные трудности

Вывод по первому разделу

Таким образом, условия данного месторождения (высокая Вязкость нефти ) указывают на применение технологий, современных методов увеличения нефтеотдачи (тепловые МУН), которые позволяют понизить вязкость нефти, увеличить её подвижность.

2. Подбор и обоснование системы разработки с использованием циклической закачки пара в нефтяной пласт

Тепловые МУН - это методы интенсификации притока нефти и повышения продуктивности эксплуатационных скважин, основанные на искусственном увеличении температуры в их стволе и призабойной зоне. Применяются тепловые МУН в основном при добыче высоковязких парафинистых и смолистых нефтей. Прогрев приводит к разжижению нефти, расплавлению парафина и смолистых веществ, осевших в процессе эксплуатации скважин на стенках, подъемных трубах и в призабойной зоне.

При тепловых методах повышения нефтеотдачи пластов коллектор подогревается, чтобы снизить вязкость нефти и/или испарить ее. В обоих случаях нефть становится более подвижной и ее можно более эффективно направлять к добывающим скважинам. Помимо добавочного тепла в этих процессах создается движущая сила (давление).

2.1 Пароциклические обработки скважин

Циклическое нагнетание пара в пласты, или пароциклические обработки добывающих скважин, осуществляют периодическим прямым нагнетанием пара в нефтяной пласт через добывающие скважины, некоторой выдержкой их в закрытом состоянии и последующей эксплуатацией тех же скважин для отбора из пласта нефти с пониженной вязкостью и сконденсированного пара. Цель этой технологии заключается в том, чтобы прогреть пласт и нефть в призабойных зонах добывающих скважин, снизить вязкость нефти, повысить давление, облегчить условия фильтрации и увеличить приток нефти к скважинам.

Механизм процессов, происходящих в пласте, довольно сложный и сопровождается теми же явлениями, что и вытеснение нефти паром, но дополнительно происходит противоточная капиллярная фильтрация, перераспределение в микронеоднородной среде нефти и воды (конденсата) во время выдержки без отбора жидкости из скважин. При нагнетании пара в пласт он, естественно, внедряется в наиболее проницаемые слои и крупные поры пласта. Во время выдержки в прогретой зоне пласта происходит активное перераспределение насыщенности за счет капиллярных сил: горячий конденсат вытесняет, замещает маловязкую нефть из мелких пор и слабопроницаемых линз (слоев) в крупные поры и высокопроницаемые слои, то есть меняется с ней местами.

Именно такое перераспределение насыщенности пласта нефтью и конденсатом и является физической основой процесса извлечения нефти при помощи пароциклического воздействия на пласты. Без капиллярного обмена нефтью и конденсатом эффект от пароциклического воздействия был бы минимальным и исчерпывался бы за первый цикл.

Преимущества этого метода заключаются в том, что эффект от нагнетания пара получается сразу же (практически с начала применения процесса) после прекращения закачки пара в скважину.

К недостаткам метода относится то, что периодическое нагревание и охлаждение обсадной колонны может вызвать нарушения этой колонны в резьбовых соединениях и цементного камня за колонной.

2.2 Внутрипластовое горение

Метод извлечения нефти с помощью внутрипластового горения основан на способности углеводородов (нефти) в пласте вступать с кислородом воздуха в окислительную реакцию, сопровождающуюся выделением большого количества теплоты. Он отличается от горения на поверхности. Генерирование теплоты непосредственно в пласте - основное преимущество данного метода.

Процесс внутрипластового горения (ВГ) - способ разработки и метод повышения нефтеотдачи продуктивных пластов, основанный на использовании энергии, полученной при частичном сжигании тяжелых фракций нефти (кокса) в пластовых условиях при нагнетании окислителя (воздуха) с поверхности. Это сложное, быстро протекающее превращение, сопровождаемое выделением теплоты, используется для интенсификации добычи нефти и увеличения нефтеотдачи в основном на залежах нефти с вязкостью более 30 мПа*с.

Диапазон применения ВГ очень широк: на неглубоко залегающих месторождениях и на значительных глубинах.

Внутрипластовое горение может проявляться в трех разновидностях: сухое (СВГ), влажное (ВВГ) и сверхвлажное (СВВГ)

При внутрипластовом горении действует широкий комплекс механизмов извлечения нефти: вытеснение ее газообразными продуктами горения, водой, паром; дистилляция легких фракций нефти; разжижение нефти под действием высокой температуры и углекислого газа. Образованные за счет дистилляции легкие фракции нефти переносятся в область впереди теплового фронта и, смешиваясь с исходной нефтью, играют роль оторочки растворителя.

Процесс внутрипластового горения сочетает все преимущества термических методов - вытеснение нефти горячей водой и паром, а также смешивающегося вытеснения, происходящею в зоне термического крекинга, в которой все углеводороды переходят в газовую фазу.