Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [ 19 ] 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

в 2 раза; темпы добычи нефти (текущую годовую добычу); продолжительность фонтанирования скважин.

Заводнение как отдельный метод разработки при благоприятных физико-геологических условиях позволяет достичь коэффициента нефтеотдачи (нефтеизвлечения) 0,65-0,7. Однако при заводнении месторождений с трудноизвлекаемыми запасами (высокая вязкость нефти, малая проницаемость и большая неоднородность пластов) коэффициенты нефтеотдачи уменьшаются до 0,3-0,35 при увеличивающейся кратности промывки с 0,8-1 до 5-7, а при вязкости нефти более 25-30 мПа-с заводнение становится малоэффективным. Поэтому перед нефтедобывающей отраслью стоит проблема повышотия нефтеотдачи пластов, заключающаяся в увеличении эффективности заводнения как основной технологии и в отборе остаточной нефти из уже заводненных зон (третичные методы добычи) и из залежей, которые разрабатываются при других режимах истощения или вытеснения.

В 50-х годах повышение эффективности заводнения связывали в основном с изменением схемы размещения скважин (приконтурное, осевое, блоковое, очаговое, площадное, избирательное заводнения), выбором оптимального давления нагнетания, объектов разработки и др. В начале 60-х годов начали усиленно изучать способы улучшения вытесняющей способности воды за счет добавки различных активных примесей (поверхностно-активных веществ, углеводородного газа, щелочи, кислоты и др.).

Классификация, условия и перспективы применения методов повышения нефтеотдачи

В настоящее время известны, изучаются и внедряются в промышленную практику десятки различных методов воздействия на нефтяные залежи и повышения нефтеотдачи (первичные, вторичные, третичные). Современные методы повышения нефтеотдачи (нефтеизвлечения) в той или иной степени базируются на заводнении. Среди них можно выделить четыре основные группы:

гидродинамические методы - циклическое заводнение, изменение направлений фильтрационных потоков, создание высоких давлений нагнетания, форсированный отбор жидкости, а также методы воздействия на призабойную зону пласта;

физико-химические методы - заводнение с применением активных примесей (поверхностно-активных веществ, полимеров, щелочи, серной кислоты, диоксида углерода, мицеллярных растворов) ;

газовые методы - водогазовое циклическое воздействие, вытеснение нефти газом высокого давления;

Таблица 3.1. Основные критерии для применения физико-химических и газовых методов повышения нефтеотдачи (по М. Л. Сургучеву)

» Неблагоприятный, а в сильно выраженной форме - недопустимый параметр.

Таблица 3.2. Основные критерии для применения тепловых меюдов повышения нефтеотдачи (по М. Л. Сургучеву)

♦ Неблагоприятный, а в сильно выраженной форме - недопустимый параметр.

тепловые методы - вытеснение нефти теплоносителями (горячей водой, паром), пароциклическая обработка, внутриплас-товое горение, использование воды как терморастворителя нефти.

Применимость методов повышения нефтеотдачи пластов он-)еделяется геолого-физическими условиями (табл. 3.1 и 3.2). г1звестные 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, разрабатываемых с использованием заводнения, к наиболее перспективным можно отнести следующие методы: гидродинамические; применение диоксида углерода, водогазовых смесей, ми-118

Таблица 3.3. Потенциальные возможности и критические факторы методов повышения нефтеотдачи (по Л\. Л. Сургучеву)

Критический фактор прииеиення рабочего агента

Гравитационное разделение. Снижение продуктивности

Соленость воды и пласта. Снижение

продуктивности

Активность нефти

Сложность технологии. Соленость воды и пласта. Снижение продуктивности Снижение охвата воздействием. Регенерация, коррозия

Потери теплоты. Малая глубина. Вынос песка. Технические проблемы Осложнения при инициировании горения. Охват пласта горением. Технические проблемы. Охрана окружающей среды.

целлярных растворов, а для месторождений с высоковязкими нефтями - использование пара; внутрипластовое горение. Остальные методы будут применяться в основном для интенсификации 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 применения по охвату запасов нефти. Практика показала, что использование методов повышения нефтеотдачи пластов в 7-10 раз дороже применения заводнения. Поэтому рентабельность их определяется ценой на нефть. Однако в будущем с учетом роста потребности в нефти и ограниченности ресурсов, тенденции экономии нефти и повышения эффективности ее использования во всех сферах потребления, интенсивных поисков альтернативных источников ее замены как топлива и сырья методы повышения нефтеотдачи пластов найдут широкое применение.

§ 3.2. ТЕХНОЛОГИЯ И ТЕХНИКА ПОДДЕРЖАНИЯ ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ ЗАВОДНЕНИЕМ

В настоящее время заводнение-высокопотенциальный и освоенный метод разработки и увеличения нефтеотдачи пластов, применимый практически при всех геолого-физических и технико-технологических условиях, кроме гидрофобных коллекторов, высоковязких нефтей и сильно заглинизированных малопроницаемых 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 расходов воды), обоснованию качества воды и разработке технологии ее подготовки. Потребность составляет 1,5-2 м 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, водорослей и микроорганизмов.

Растворенный в воде кислород вызывает интенсивную коррозию металла и способствует активному развитию в пласте аэробных бактерий. Диоксид углерода понижает рН воды и приводит к разрушению защитных окисных пленок на металле, а также к усилению коррозии оборудования. Сероводород образует, реагируя с железом, твердые уносимые потоком воды частицы сернистого железа, а при наличии кислорода -серную кислоту. Он может образовываться в результате восстановления содержащихся в воде сульфатов кальция углеводородами нефти с выделением диоксида углерода и в виде осадка карбоната кальция. Наличие его в продукции добывающих скважин приводит к усилению коррозии нефтедобывающего оборудования. Сульфатопоглощающие и сульфатообразующие бактерии вызывают биокоррозию металлов. Они могут жить за счет расщепления органических и неорганических веществ и развиваться 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 набухания 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) поверхность фильтрации, выключают мелкопористые слои из процесса вытеснения.

Опыт показал, что устанавливать единые нормы по качеству воды для закачки в пласты нецелесообразно. Допустимое содержание механических примесей и эмульгированной нефти 120

Рис. 3.1. Динамика относительного отбора жидкости, нагнетания воды, потребности в воде V и нефтеотдачи ц во времени (по М. Л. Сургучеву): /, / - соответственно добыча нефтн и нефтеотдача при режиме растворенного газа; 2, 2, 3 - соответственно добыча нефтн, нефтеотдача и отбор жидкости при заводнении; 4 - потребность в воде при полном возврате сточных вод; 5 - расход нагнетания воды. Штриховка: вертикальная - эффект в добыче нефтн от заводнения; косая - экономия (возврат) воды

принимают с учетом проницаемости и трещиноватости пород до 5-50 мг/л, причем с увеличением трещиноватости повышается допустимое содержание. Диаметр фильтрационных каналов должен быть в 3-6 раз больше диаметра частиц. Пригодность воды оценивается в лаборатории (стандартный анализ состава и свойств, опыты по затуханию фильтрации через естественный 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 настоящее время используют воды: открытых водоемов (рек, озер, водохранилищ, морей); грунтовые (подрусловые и артезианские); глубинные (нижних и верхних глубинных горизонтов); сточные.

Грунтовые воды характеризуются значительным многообразием химического состава (минерализация 100-200 мг/л), небольшим содержанием взвешенных частиц. Их можно закачивать без специальной подготовки.

Воды глубинных горизонтов в большей степени минерализованы и также не требуют дополнительной обработки.

Воды поверхностных водоемов значительно уступают по качеству грунтовым и глубинным, содержат большое количество механических примесей (глины, ила, песка), особенно в период ливней, паводков, снеготаяния, штормов, способны вызвать набухание глин, кроме морской воды (минерализация черноморской и каспийской вод составляет 16 и 13 г/л).

Сточные воды состоят в основном из пластовых (в целом по СССР 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