Параметр |
Внутри- |
Вытеснение |
Пароцикли |
Вытеснение |
пластовое |
паром |
ческая |
горячей |
|
|
горение |
|
обработка |
водой |
Вязкость пластовой |
неф |
>10 |
>50 |
>100 |
> 5 |
ти, мПа-с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
|
Нефтейасыщенность, % |
|
>50 |
|
|
|
Проницаемость пласта, |
>0,1 |
>0,2 |
Не ограничена |
||
мкм2 |
|
|
|
|
|
Толщина пласта, м |
|
> 3 |
> 6 |
|
> 3 |
Трещиноватость |
|
|
Неблагоприятна * |
|
|
Глубина залегания |
пла |
>1500 |
<1200 |
|
<1500 |
ста, м |
|
|
|
|
|
Содержание глины в пла |
Не ограни |
|
5—10 |
|
|
сте, % |
|
чено |
|
|
|
Плотность сетки сква |
<16 |
<6 |
Не ограничена |
||
жин, Ю4 м2/скв |
|
|
|
|
|
* Неблагоприятный, а в сильно выраженной форме — недопустимый параметр.
тепловые методы — вытеснение нефти теплоносителями (го рячей водой, паром), пародиклическая обработка, внутрипластовое горение, использование воды как терморастворителя нефти.
Применимость методов повышения нефтеотдачи пластов оп ределяется геолого-физическими условиями (табл. 3.1 и 3.2). Известные методы характеризуются различной потенциальной возможностью увеличения нефтеотдачи пластов (от 2 до 35 % от балансовых запасов) и разными факторами их применения (табл. 3.3). Для месторождений с маловязкими нефтями, раз рабатываемых с использованием заводнения, к наиболее пер спективным можно отнести следующие методы: гидродинамиче ские; применение диоксида углерода, водогазовых смесей, ми-
|
|
факторы методов |
Рабочий агент |
Увеличение |
Критический фактор примененн я |
нефтеот |
||
|
дачи, % |
рабочего агента |
Вода + газ |
|
5—10 |
Полимеры |
|
5 -8 |
Щелочи |
растворы |
2—8 |
Мицеллярные |
8—20 |
|
Диоксид углерода |
8—15 |
|
Пар |
|
15—35 |
Воздух + вода |
(горение) |
15-30 |
Гравитационное разделение. Снижение продуктивности
Соленость воды и пласта. Снижение продуктивности Активность нефти
Сложность технологии. Соленость воды и пласта. Снижение продуктивности Снижение охвата воздействием. Реге нерация, коррозия Потери теплоты. Малая глубина. Вынос
песка. Технические проблемы Осложнения при инициировании горе ния. Охват пласта горением. Техниче ские проблемы. Охрана окружающей среды
целлярных растворов, а для месторождений с высоковязкими нефтями — использование пара; внутрипластовое горение. Ос тальные методы будут применяться в основном для интенсифи кации добычи нефти и регулирования процесса разработки.
Современные методы повышения нефтеотдачи с 70-х годов получили широкое промышленное применение и испытание. В целом по стране на физико-химические методы приходится 50, на тепловые — 40 и на газовые— 10 % от общего объема при менения по охвату запасов нефти. Практика показала, что ис пользование методов повышения нефтеотдачи пластов в 7—10 раз дороже применения заводнения. Поэтому рентабельность их определяется ценой на нефть. Однако в будущем с учетом ро ста потребности в нефти и ограниченности ресурсов, тенденции экономии нефти и повышения эффективности ее использования во всех сферах потребления, интенсивных поисков альтернатив ных источников ее замены как топлива и сырья методы повы шения нефтеотдачи пластов найдут широкое применение.
§ 3.2. ТЕХНОЛОГИЯ И ТЕХНИКА ПОДДЕРЖАНИЯ ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ ЗАВОДНЕНИЕМ
В настоящее время заводнение — высокопотенциальный и ос военный метод разработки и увеличения нефтеотдачи пластов, применимый практически при всех геолого-физических и тех нико-технологических условиях, кроме гидрофобных коллекто ров, высоковязких нефтей и сильно заглинизированных мало
проницаемых пластов.
Водоснабжение систем ППД. Качество нагнетаемой воды
Поддержание пластового давления (ППД) заводнением требует использования больших объемов качественной воды. Решение проблемы водоснабжения сводится к изысканию надежного и водообильного источника (с оценкой запасов и возможных рас ходов воды), обоснованию качества воды и разработке техно логии ее подготовки. Потребность составляет 1,5—2 м3 воды на 1 т добытой нефти. Расход закачиваемой воды определяется стадией разработки месторождения (рис. 3.1).
Качество воды включает наличие хороших нефтевытесняю щих свойств, небольшое содержание механических примесей и эмульгированной нефти, отсутствие снижения проницаемости пласта (приемистости нагнетательных скважин), отсутствие в воде сероводорода, диоксида углерода, кислорода, водорос лей и микроорганизмов.
Растворенный в воде кислород вызывает интенсивную кор розию металла и способствует активному развитию в пласте аэробных бактерий. Диоксид углерода понижает pH воды и приводит к разрушению защитных окисных пленок на металле, а также к усилению коррозии оборудования. Сероводород об разует, реагируя с железом, твердые уносимые потоком воды частицы сернистого железа, а при наличии кислорода — серную кислоту. Он может образовываться в результате восстановле ния содержащихся в воде сульфатов кальция углеводородами нефти с выделением диоксида углерода и в виде осадка карбо ната кальция. Наличие его в продукции добывающих скважин приводит к усилению коррозии нефтедобывающего оборудова ния. Сульфатопоглощающие и сульфатообразующие бактерии вызывают биокоррозию металлов. Они могут жить за счет рас щепления органических и неорганических веществ и разви ваться как при отсутствии свободного кислорода (анаэробные бактерии), так и при наличии растворенного в воде кислорода (аэробные бактерии). Сульфатовосстанавливающие бактерии способны полностью восстанавливать сульфаты, имеющиеся в закачиваемой воде, и образовывать до 100 мг/л сероводорода.
Снижение проницаемости пласта возможно вследствие на бухания глин в пресных водах, химической несовместимости по солевому составу закачиваемой воды с пластовой, выпадения различных осадков и др. Механические примеси, соединения железа (продукты коррозии и сернистое железо), водоросли и различные микроорганизмы заиливают (кольматируют) по верхность фильтрации, выключают мелкопористые слои из про цесса вытеснения.
Опыт показал, что устанавливать единые нормы по каче ству воды для закачки в пласты нецелесообразно. Допустимое содержание механических примесей и эмульгированной нефти
Рис. 3.1. Динамика_ относительного отбора жидкости, нагнетания воды, по требности в воде V и нефтеотдачи ц во времени (по М. Л. Сургучеву):
1. |
/' — соответственно добыча нефти и |
нефтеотдача при режиме растворенного газа; |
|||||||
2, |
2', |
3 — соответственно |
добыча |
нефти, |
нефтеотдача |
и отбор жидкости при |
заводне |
||
нии; |
4 — потребность в |
воде при |
полном |
возврате сточных вод; |
5 —расход нагнетания |
||||
воды. |
Штриховка: |
вертикальная — эффект в добыче |
нефти от |
заводнения; |
косая — |
||||
экономия (возврат) |
воды |
|
|
|
|
|
|||
принимают с |
учетом проницаемости и |
трещиноватости |
пород |
||||||
до 5—50 мг/л, причем с увеличением трещиноватости повыша ется допустимое содержание. Диаметр фильтрационных кана лов должен быть в 3—6 раз больше диаметра частиц. Пригод ность воды оценивается в лаборатории (стандартный анализ состава и свойств, опыты по затуханию фильтрации через есте ственный керн) и пробной закачкой в пласт. Следует отметить, что количество ежегодно закачиваемого в каждую скважину загрязняющего материала достигает нескольких тонн.
Источники закачиваемой воды могут быть разные. В на стоящее время используют воды: открытых водоемов (рек, озер, водохранилищ, морей); грунтовые (подрусловые и артезиан ские); глубинные (нижних и верхних глубинных горизонтов); сточные.
Грунтовые воды характеризуются значительным многообра зием химического состава (минерализация 100—200 мг/л), не большим содержанием взвешенных частиц. Их можно закачи вать без специальной подготовки.
Воды глубинных горизонтов в большей степени минерализо ваны и также не требуют дополнительной обработки.
Воды поверхностных водоемов значительно уступают по ка честву грунтовым и глубинным, содержат большое количество механических примесей (глины, ила, песка), особенно в период ливней, паводков, снеготаяния, штормов, способны вызвать на бухание глин, кроме морской воды (минерализация черномор ской и каспийской вод составляет 16 и 13 г/л).
Сточные воды состоят в основном из пластовых (в целом по
ССС° около 83% ), добываемых вместе с нефтью, пресных (12 %), подаваемых в установки подготовки нефти, и ливневых (5 %) вод. Они минерализованы (15—3000 г/л) и обладают хорошими нефтевытесняющими свойствами. Вместе с тем