Физика пласта

3.1.5 Закачка углеводородных газов высокого давления.

         

         Сухой углеводородный газ закачивается в пласты насыщенные лёгкой нефти с большим содержанием промежуточных компонентов. При этом происходят интенсивные процессы массообмена с испарением промежуточных компонентов из жидкой в газовую фазу. Такой процесс называют вытеснением газа высокого давления, так как смесимость достигается при больших давлениях нагнетания 25- 40 МПа. Благоприятные факторы для осуществления метода - в сравнительно низкая цена углеводородного газа и возможность его рециркуляции. К недостаткам относятся применимость его только для лёгких нефтей, необходимость высоких давлений закачки и относительно невысокий коэффициент охвата, который обычно ниже, чем при заводнении. Для внедрения метода требуется строительство компрессорных станций с высокой производительностью и давлений до 40 МПа.

 

3.1.6 Закачка двуокиси углерода.

        

          Процесс вытеснения нефти двуокисью углерода сопровождается сложными явлениями, приводящими к изменению физико-химических свойств нефти, воды и породы, слагающей коллекторы. Растворяясь в нефти, двуокись углерода снижает её вязкость и увеличивает объём. При растворении CO  в воде увеличивется вязкость, снижается поверхностное натяжение на границе нефть - вода и улучшает смачиваемость породы водой. Добавка CO  в воду снижает набухаемость глин. Дву-окись углерода частично растворяет карбонат, что приводит к увеличению проницаемости пористой среды. Все эти факторы приводят к увеличению нефтеотдачи пластов и темпов разработки.      

  Существуют различные способы применения двуокиси углерода для увеличения нефтеотдачи: непрерывная закачка; закачка оторочки, продвигаемой водой; циклическая закачка CO  и воды; одновременная закачка СО  и воды.

Одна из серьёзных  проблем при использовании метода - это регулирование продвижения  СО  по пласту, особенно в неоднородных пластах.  Поскольку вязкость двуокиси углерода существенно меньше вязкости нефти, могут происходить преждевременные прорывы СО  , явления вязкостной неустойчивости, что снижает охват пласта вытесняющего агента. Именно по этому применяют циклическую или чередующуюся закачку СО  и воды для регулирования подвижности двуокиси углерода. Для уменьшения подвижности двуокиси углерода рекомендовано также применять пенообразующие поверхностно- активные вещества или водорастворимые полимеры.

  Для закачки в пласт можно использовать техническую двуокись углерода, содержащую 90-95 % СО . Промышленное производство её можно организовать на предприятиях азотной и нефтеперерабатывающей промышленности, на которых газообразные отходы содержат более     95 % СО . Для внедрения метода на этих предприятиях необходимо построить установки по утилизации СО , углекислотопроводы и насосные станции для транспортирования СО  на месторождения, установки по регенерации добываемой из скважин двуокиси углерода и поставить насосы для закачки её в пласт.

При этом возникает проблемы, связанные с коррозией труб и нефтепромыслового оборудования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2  Геолого-промысловые условия  применения методов повышения                 нефтеотдачи пластов.

          

Наиболее эффективное применение методов увеличение нефтеотдачи  пластов обуславливается правильным выбором объекта заводнения.

Можно выделить следующие категории критериев  применимости методов:

1) геолого-физические (свойства пластовых жидкостей  глубина залегания и толщина  нефтяного пласта, свойства нефтяного  коллектора и насыщающих его  флюидов, насыщенность порового  пространства пластовыми жидкостями, стадия разработки месторождения,  особенности геологического строения  залежи);

2) технологические  ( размер оторочки, концентрация агентов в растворе, сетка скважин, давление нагнетания и т.д.);

3) технические  (обеспеченность оборудованием,  наличие в распоряжении источника  сырья, климатические условия  и др.).

Критерии  применимости методов включает в  себя в определённой степени технико-экономические  показатели применения метода на основании обобщения ранее полученного опыта применения метода в различных геолого-физических условиях.

Геолого-физические критерии применимости методов увеличения нефтеотдачи, определённые на основании  анализа многочисленных теоретических, лабораторных и промысловых исследований как отечественных, так и зарубежных авторов. На основании данных этой таблицы  выбирается метод увеличения нефтеотдачи  для конкретного месторождения.

 

 

 

 

 

 

3.3    Методы  повышения нефтеотдачи применяемые  на Когалымском месторождении.

 

 

За последние  годы на Когалымском нефтяном месторождении  планомерно внедряются новые методы повышения нефтеотдачи. В основном применяются физико- химические и гидродинамические методы, направленные на увеличение коэффициента охвата пласта заводнением. В 2006-2007 годах на Когалымском месторождении произвели оптимизацию производительности насосных установок (форсированный отбор ) в 36 добывающих скважинах. В 32 скважинах были установлены более высокопроизводительные насосы, в 4 скважинах- менее производительные установки. По результатам анализа работы добывающих скважин после форсированного отбора можно сделать выводы:

    1) увеличение отборов  жидкости в высокообводнённых  скважин в течении 6 - 8 месяцев приводят к увеличению обводнённости, после этого периода наступает положительный результат в виде увеличения дебитов нефти, по сравнению с дебитом нефти до мероприятия, в 50 %

скважин. Продолжительность периода  положительного эффекта связана  с величиной имеющихся запасов  в зоне дренирования скважин;

    2) увеличение отборов  жидкости в высокообводнённых  скважинах положительно влияет  на окружающие скважины. При этом  наблюдается увеличение добычи  нефти в 50 % окружающих скважин  и снижение добычи воды в  30 % скважинах;

    3) уменьшение отбора  жидкости отрицательно влияет  на показатели добычи нефти  в скважине, однако в 40 % скважин  наблюдается снижение добычи  воды. В 50 % окружающих скважин  наступает положительный эффект  в виде увеличения добычи нефти.

     Изменение фильтрационных потоков проводилось на двух участках в 2006 году. В 2007 году подсчёт эффекта был продолжен и на конец года составил 16.8 тыс. т.

     Из физико- химических методов применялись: закачка волокнисто-дисперсных (ВДС) и сшитых полимерных систем для повышения нефтеотдачи высокообводнённых пластов. Для закачки ВДС были выбраны два участка. По первому участку, пласт БС11-2, обработано 4 нагнетательные скважины: №2278/46, №2279/46, № 2280/47, № 2281/47. 

    Закачка производилась  с 14.06.06 по 20.07.07 и было закачано 4040 м³ 

ВДС. Оценка эффективности производилась  по 44 добывающим скважинам. Суммарный  эффект на конец года  отрицательный, но проявление текущего эффекта было в октябре и декабре месяцах, также наблюдалось понижение  обводнённости в сентябре и декабре  месяцах.

    По второму участку,  пласт БС10-2, закачка ВДС проводилась  в нагнетательную скважину №  467/24, 10.08.07, было закачано 1015 м³ ВДС. Был произведён расчёт по 13 добывающим скважинам, дополнительная добыча нефти и эффект на конец года составил 1.7 тыс.т нефти. В результате обработки ВДС были выведены из бездействия 3 добывающие скважины, процент обводнённости по скважинам снизился на 6 - 10 %,  увеличился дебит нефти на 3 -7 т/сут.  

    С 25.04 06 по 04.10.06 года проводили  закачку сшитых полимерных систем  по двум участкам, пласт БС11-2. По первому участку закачка  СПС велась по трём нагнетательным  скважинам № 2312, 2313, 2311, закачали 1100 м³  СПС, расчёт эффекта проводился по 31 добывающей скважине. По второму участку закачка СПС проводилась по 17 нагнетательных и 44 реагирующих добывающих скважинам. Было закачано 3491.8 м³  СПС. Результаты внедрения новых методов нефтеотдачи пласта представлены в таблице 3.1.

                                                                                                

 

 

 

 

Таблица 3.1

Наименование метода	Количество обработок			Количество эффективных обработок			Дополнительная добыча, тыс. т			Увеличение  дебита, т/сут.
Физико-химические методы
Закачка СПС Закачка ВДС		3 --			3 --			116.4 1.7			-- --
Гидродинамические методы
Форсирован ный отбор			36			30			72.7			8.5
Изменение фильтрацион- ных потоков			--			--			16.8			--

 

3.3.1 Физические основы выбора СПС.

 

Многочисленные  геофизические, гидродинамические, индикаторные и другие промысловые исследования указывают, что одним из важных факторов, влияющих на эффективность разработки Когалымского месторождения, является неоднородность продуктивного разреза, что даже при наличии маловязкой нефти ведёт к выработке ускоренными  темпами пропластков с повышенной проницаемостью в разрезе. При этом, как правило, менее проницаемые пропластки разрабатываются более медленными темпами или вовсе не вовлекаются в разработку, оставаясь, по существу, законсервированными на неопределённое время. Поэтому возможно применение при заводнении малообъёмных оторочек водоизолирующих реагентов, закачиваемых в нагнетательные скважины. В результате  временного тампонирования наиболее проницаемых пропластков продуктивного разреза происходит снижение расхода воды по промытым высокопроницаемым слоям с аномально высоким темпом выработки запасов, уменьшение дебита жидкости и повышение депрессии на пласт в добывающих скважинах. В результате, за счёт увеличения градиента давления между зоной нагнетания и зоной отбора и изменения направлений фильтрационных потоков и в процесс активной выработки запасов вовлекаются нефтенасыщенные пропластки пониженной проницаемости и обводнённости ранее неохваченные или слабо охваченные заводнением. Процесс регулирования заводнения неоднородных по проницаемости пластов можно усилить, используя различные варианты системной технологии воздействия на пласт, в том числе с помощью дополнительного применения методов интенсификации в нагнетательных  скважинах, циклического заводнения, заводнения при повышенных давлениях нагнетания и другие. Применение СПС, которая после протекания процесса гелеобразования имеет высокие реологические характеристики, позволяет более эффективно, чем при обычном заводнение, или даже полимерном заводнении выравнивать неоднородность объекта по проницаемости. В результате выполненных работ происходит увеличение охвата продуктивных пластов воздействием, что приводит к повышению текущей и конечной нефтеотдачи.

Область эффективного применения технологии регулирования  заводнения с помощью СПС:

1) Залежи продуктивных  пластов, представленные коллекторами  любого типа, проницаемости в  диапазоне от (5 -10) 10  мкм²  до нескольких мкм².

 2) Залежи с естественным водонапорным режимом,  заводняемые пресной, пластовой, подтоварной водой любой минерализации.

 3) Пластовая температура залежей не должна превышать 120 С.

4) Химический состав и минерализация  закачиваемых вод существенно  влияют на эффективность применения  для регулирования заводнения  СПС, поэтому для получения  оптимального эффекта перед проведением  работ необходимо правильно подобрать  рецептуру химреагентов.

     5) Залежи с фонтанным,  механизированным, газлифтным фондом.

     6) Залежи с обводнённостью  продукции скважин от 0 до 100 %.

     7) Залежи с искривлёнными  эксплуатационными колоннами.    

 

3.3.2  Физико-химические и реологические  характеристики СПС.

 

Сшитые полимерные системы являются гидрогелями на основе водо-растворимых полимеров, в частности полиакриламиды (ПАА), они образуются в результате протекания реакции химической сшивки макромолекул полимера в его водном растворе с помощью специальных реагентов-сшивателей. Гидрогели на основе ПАА могут быть получены при химической сшивке водного раствора ПАА альдегидами или катионами поливалентных металлов.

     Основные характеристики  процесса гелеобразования следующие:

     1) индукционный период - время, начиная от начала перемешивания  водного раствора ПАА и сшивателя до начала резкого увеличения вязкости композиции (Тинд.);

     2) период сшивки -  время от начала загустевания системы до перехода системы в ге леобразное (созревшее) состояние (Тсш.);

     3) период стабильного  состояния гелеобразующего состава (Тстаб.);

     4) период сохранения  гидроизолирующих свойств геля  ( Тизол.).

     В процессе хранения  геля или его нахождения в  пласте объём пласта вследствии синерезиса (выделения растворителя) может уменьшаться.

     Основные характеристики  разработанных композиций СПС представлены в таблице 3.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.2

Основные характеристики СПС

1 Начальная вязкость свежеприготовлен-        ной  композиции, МПа с .....................................................     5 - 500                                    2Индукционный период, ч....................................................  0.5 - 100    3 Период стабильного состаяния под действием       закачиваемой  и пластовой вод, сут.........................  ..........     до 600       в том  числе при температурах:       60 С      ....................................................................................... до 600       80 - 85 С     ................................................................................  до 350    4 Степень снижения  проницаемости по воде:       для пористой  среды ,раз .......................................................10 - 10000

 

Выводы.

 

По существующей классификации Когалымское месторождение  вступило во вторую стадию разработки, которая характеризуется стабильной годовой добычей нефти , стремящейся к максимальному значению. В 2006 году добыча нефти составила 903.66 тыс.т (4.4% от начальных и 5.6%  остаточных извлекаемых запасов). Темп прироста добычи нефти в 2006 году достиг 1.1% . Эффективность системы разработки определяется следующими основными моментами: