Восстановление эксплуатационных свойств пласта
ПЛАН ЗАНЯТИЯ № 55
Дисциплина: «Разработка нефтяных и газовых месторождений»
Тема: «Новая методика тепловой обработки призабойной зоны скважины с использованием перекиси водорода»
Цель урока:
Образовательная - ознакомить студентов с классификацией и понятиями ремонтных работ;
Воспитательная - формировать у студентов основные отличия и ход работы при капитальном ремонте скважин;
Развивающая - развивать мыслительную деятельность студентов при выполнении учебно-производственных работ.
Учебно-производственные работы:изучение классификации и оборудования, сооружения и инструменты применяемые при капитальном ремонте скважин.
Учебно-материальное оснащение:конспект, наглядное оборудование, плакаты и видеоматериал.
Методы обучения:изложение информации с применением наглядного пособия и оборудования.
Формы обучения:звеньевая.
Время: 2 (120мин.)
Ход занятия:
I. Организационная часть: (5-10 мин.)
1.1. Приветствие;
1.2. Проверка присутствующих;
II. Вводный инструктаж: (30-45 мин.)
2.1. Сообщение темы и цель урока;
2.2. Проверка знаний учащихся;
2.3. Инструктирование учащихся по материалу урока:
а) Классификация ремонтных работ скважины;
б) Основные этапы работ;
в) Оборудование и вспомогательный инструмент;
2.4. Закрепление материала вводного инструктажа:
а) Перечислить виды ремонтных работ;
б) Основные этапы работ;
в) Отличия оборудования при ремонте скважины;
г) Чаще применяемые инструменты, оборудование и машины при капитальном ремонте скважины.
III. Самостоятельная работа учащихся и текущий инструктаж: (20-30 мин.)
3.1. Упражнение учащихся:
а) Изучение классификаций ремонтных работ;
б) Основные этапы ремонтных работ;
в) Виды групп оборудования.
3.2. Обходы рабочих мест: (замечания и подсказка студентам);
3.3. Приемка и оценка выполненных работ. Уборка рабочих мест.
IV. Заключительный инструктаж: (10-20 мин.)
4.1. Подведение итогов урока:
- выставление оценок или зачетов;
- определение лучших ответов, работ.
4.2. Выдача домашнего задания: учебник Никишенко А.С. «Подземный ремонт скважин»
Составил преподаватель: Елисеев И.А. __________
План-конспект
Реакция перекиси водорода с породой и насыщающей жидкостью вызывает повышение температуры на забое скважины, позволяющее снизить вязкость нефти и устранить нарушения эксплуатационных свойств пласта.
Отмечено, что применение новой химической технологии теплового воздействия на пласт технически более совершенный метод, но, по всей вероятности, при современной стоимости поставки химикатов он не может быть экономически эффективным.
Перекись водорода (Н202) - относительно устойчивое соединение водорода и кислорода, получаемое на основе химической реакции. Чтобы получить перекись водорода с концентрацией 50% требуется небольшое количество водорода, приблизительно 3 мае. %. При этом получается химическое соединение с определенными свойствами.
Физические свойства 50 %-ной перекиси водорода:
- удельный вес при 20 °С - 1,20 г/см3;
- плотность -1,19 г/см3;
- точка замерзания - -52 / -62 °С / °F;
- точка кипения, °С / °F - 114/237.
Основные области применения перекиси водорода — химические процессы и бумагоделательное производство. Она может очень быстро разлагаться на платиновом сите с выделением теплоты, образованием кислорода и воды. При нагнетании в нефтеносные породы месторождения перекись разлагается медленно, выделяя теплоту и кислород, который вступает в реакцию с остаточной нефтью, при этом выделяется дополнительная теплота и углекислый газ.
Разложение перекиси водорода связано с температурой и ростом рН экспоненциальной зависимостью. При 30%-ной концентрации удельное количество выделяемой теплоты на 1 кг перекиси составляет 6148 кДж, причем около одной трети тепла получается за счет разложения, а две трети - за счет реакции с нефтью. Таким образом, для тепловой обработки призабойной зоны с целью интенсификации притока нефти химикат может использоваться различными способами. Например, хорошо известно, что паротепловая обработка способна очистить прилегающие к забою скважины пласты. В этих условиях, применяя 50%-ную перекись водорода, можно создать температуру до 1094°С.
Нагнетание перекиси водорода может быть экономически оправдано, если тепло концентрируется в призабойной зоне скважины. Один кубический метр 50 %-ой перекиси водорода может разогреть 48 м3 нефти до температуры, на 37.8Х превышающей температуру породы в скважине. Таким образом, мини-стимуляция может быть эффективной, если для установления стационарного температурного режима используется длительное время воздействия. Исследование показало, что нагрев призабойной зоны эффективен в истощенных резервуарах. В этом исследовании нефтеотдача не зависела от времени обработки, а начало поступления продукции предварялось небольшими водяными пробками. Другие исследования показали, что при паротепловой обработке забоя добыча из коллекторов с гравитационным режимом пласта не снижается с каждым последовательным циклом обработки настолько, насколько это происходит при интенсивной обработке в других коллекторах. Следовательно, при мини-стимуляции тепло может быть использовано более эффективно, чем при интенсивной обработке, во время которой из скважины извлекается значительная часть нефти, однако теряется большая доля нагнетаемого тепла.
Продолжая описание процесса и его преимуществ, отметим, что удельное количество выделяемой чистой перекисью водорода теплоты превышает 9304кДж/кг. Это значение складывается из: теплоты, выделяемой при разложении; теплоты сгорания; теплоты, выделяемой при конденсации углекислого газа. Таким образом, 40%-ная перекись водорода выделяет более чем 3722 кДж/кг теплоты.
Для мини-стимуляции можно использовать перекись любой концентрации, но, чтобы уменьшить обводнение пласта, лучше всего использовать неразбавленную перекись водорода концентрацией 40 %. Самый экономичный вариант - применение неочищенной перекиси водорода «нефтепромыслового сорта»; 40%-ная перекись водорода начинает немедленный разогрев с температурой по фронту от 424 до 480°С. Если с учетом применяемого хвостовика эксплуатационной колонны более желательна температура по фронту от 204,4 до 260°С, то можно использовать перекись водорода с концентрацией от 20 до 25% при небольшом сокращении дебита нефти.
Самое большое количество нефти может быть получено, если обеспечить разогрев до избыточной температуры, на 37,8°С превышающей температуру породы в скважине. При более высоких температурах суммарное извлечение нефти пропорционально снизится.
Размеры обогреваемой зоны имеют прямое отношение к определению требуемого времени пропитки, необходимого для того, чтобы избыточная (надпластовая) стационарная температура в скважине составила 37,8 ° С.
Восстановление эксплуатационных свойств пласта
Обработка скважины паром позволяет во многих случаях очистить скважину, потому что при этом происходит рас плавление парафиновых и закупоривающих коллектор ас-фальтово-смолиспых отложений. В таких случаях при использовании 50%-ной перекиси водорода можно обеспечить температуру до 1094 °Сс проникновением вглубь пласта на расстояние около 30 см от забоя Подобная теплопередача позволяет обработать всю призабойиую зону при температуре достаточно высокой (по крайней мере, 535°С), чтобы обеспечить усадку глин, разрушить карбонаты и испарить эмульсии.
Обработка перекисью водорода может быть более эффективна, чем другие способы обработки, при которых применяют кислоты и растворители, так как эти жидкости могут образовывать языки обводнения. Наоборот, разложение перекиси водорода приводит к формированию в горячей воде пены из пузырьков кислорода, противостоящей образованию языков обводнения, и передача тепла к необработанным зонам обеспечивает 100%-ный охват. Газовые скважины можно обрабатывать с предварительным нагнетанием котельного топлива.
Как и при паротепловой обработке, при применении перекиси водорода возникают различные тепловые потоки. Преимуществом является то, что исключается превышение удельного веса и уменьшается обводнение пласта. При тепловой очистке и для регулирования величины рН с использованием углекислого газа, в зависимости от размера пласта и скорости закачки, всего от 3 до 5% перекиси водорода может оказаться достаточным для сохранения разогретой зоны пласта. Чтобы полностью понять этот способ использования перекиси водорода, потребовалось бы детальное количественное исследование.
При существующей в настоящее время стоимости химикатов их использование для тепловой обработки представляется неэкономичным. Однако в перспективе ожидается сокращение стоимости в результате расширения их использования (экономия за счет роста производства) и внедрения новой технологии.
Преимущества метода
Интенсификация добычи тяжелой нефти с применением перекиси водорода не должна непосредственно сопоставляться с интенсификацией путем тепловой обработки. Хотя методы и похожи, стимуляция с применением перекиси водорода может быть более эффективно приспособлена к решению по ставленной задачи, т.е. обогреву призабойной зоны. При этом химикаты используются в меньших количествах, чем при паро-тепловой обработке. Таким образом, эффективность может повыситься в 25 - 30 раз.
Ниже указаны преимущества обработки забоя перекисью водорода:
- отсутствие любых тепловых потерь на поверхности или в скважине;
- поступление в продуктивный пласт очень небольшого количество воды; каждый кубический метр произведенной воды уменьшает добычу нефти на 2 м3; каждый кубический метр отработанного пара уменьшает добычу нефти на 20 м3; большое количество воды уменьшает проницаемость нефтесодержащего пласта;
- сохранение нефти вблизи скважины; большая часть тепла распространяется путем теплопередачи, поэтому от скважины удаляется очень небольшое количество нефти;
- использование предшествующего нагрева в циклах обработки, поэтому при многостадийной обработке теряется незначительная часть тепла;
- отсутствие перерегулирования в вертикальных скважинах. Отсутствие тепловых потерь в горизонтальной скважине означает, что тепловая интенсификация может происходить по всей длине продуктивной зоны. А углекислый газ, образовавшийся при сгорании, растворяется в нефти, отдавая ей теплоту конденсации. Вязкость нефти под влиянием раствора снижается до 90 %, а пластовое давление в коллекторе восстанавливается.