Повышение нефтеотдачи пластов. Технические мероприятия для воздействия на призабойную зону пласта.Методы повышения нефтеотдачи пластов.
По виду воздействия геолого-технические мероприятия разделены на 14 групп методов повышения нефтеотдачи пласта, входящих в три класса.
I класс - работы КРС, ПРС и ЦДНГ:
1 - технические мероприятия при ПРС и ЦДНГ,
2 - работы при КРС,
3 - работы при освоении,
4 - переводы и приобщения;
II класс - ОПЗ (обработка призабойной зоны):
5 - кислотные методы,
6 - изоляционные методы,
7 - перфорационные методы,
8 - комбинированные методы,
9 - депрессионные методы,
10 - газовые методы;
III класс – МУН (методы увеличения нефтеотдачи):
11 – физические методы,
12 – химические методы,
13 – гидродинамические методы,
14 – тепловые методы.
Кислотные методы.
К кислотным методам относятся технологии на основе кислот с добавками ПАВ, гидрофобизаторов.
Солянокислотная обработка (СКО) основана на способности соляной кислоты проникать вглубь пласта, растворяя карбонатные породы. В результате на достаточно большое расстояние от ствола скважин простирается сеть расширенных каналов, что значительно увеличивает фильтрационные свойства пласта и приводит к повышению продуктивности скважин.
Глинокислотная обработка (ГКО) наиболее эффективна на коллекторах, сложенных из песчаников с глинистым цементом, и представляет собой смесь плавиковой и соляной кислот. При взаимодействии ГКО с песчаником или песчано-глинистой породой растворяются глинистые фракции и частично кварцевый песок. Глина утрачивает пластичность и способность к разбуханию, а ее взвесь в воде теряет свойство коллоидного раствора.
Изоляционные методы.
На завершающих стадиях разработки большое значение имеет ограничение притоков пластовой и закачиваемой воды. Для этой цели применяются различные методы ремонтно-изоляционных работ, в результате которых не только уменьшается обводненность продукции, но и повышается охват пласта процессом выработки запасов. Наиболее часто применяется изоляция обводненных пропластков или ликвидация заколонной циркуляции. В том случае, когда происходит прорыв воды по отдельным высокопроницаемым пропласткам, практически не отделенных глинистыми перемычками от необводненных интервалов, используется метод селективной (избирательной) изоляции.
Перфорационные методы.
Перфорационные методы – это создание в обсадной колонне отверстий для сообщения между скважиной и пластом для извлечения пластового флюида, а также для закачки в пласт воды, газа и др. агентов. В настоящее время широко применяется кумулятивная перфорация, однако существенным ее
недостатком является ударное воздействие на обсадную колонну и связанные с этим негативные последствия – нарушение целостности цементного кольца ниже и выше интервала перфорации, что приводит к заколонным перетокам, если поблизости находятся водонефтяные слои. При использовании кумулятивной перфорации, особенно в терригенных песчаниках, в приствольной части пласта образуется стекло и происходит уплотнение прилегающей горной породы, что жестко кольматирует призабойную зону. При щелевой перфорации скважин двухсторонним щелевым перфоратором с двумя режущими дисками вскрывают колонну методом пластической деформации металла. Перфоратор с твердыми режущими дисками совершает возвратно-поступательные движения. Диски создают механическую нагрузку на обсадную трубу, вызывая усталость металла. При постепенном увеличении давления через некоторое время металлическая стенка трубы деформируется с образованием щелей по линиям механической нагрузки. Давление вскрытия колонны создается гидравлической системой с помощью рабочей жидкости. Одновременно в обсадной колонне образуются две диаметрально расположенные щели. Щелевая перфорация скважин является невзрывной технологией вскрытия обсадных колонн и отвечает современным требованиям эксплуатации скважин.
Комбинированные методы.
Для комплексного воздействия по интенсификации притока с целью восстановления и улучшения фильтрационной характеристики призабойной зоны, снижения вязкости флюидов, увеличения трещиноватости пород, а также удаления парафина и смол применяют комбинированные методы, т.е. в сочетании друг с другом или последовательно проводимые технологии ОПЗ. Выбор технологии воздействия на призабойную зону скважины определяется пластовыми условиями и геологическим строением.
Депрессионные методы.
К депрессионным методам воздействий относятся технологии интенсификации добычи нефти методом регулируемых депрессионных воздействий, предназначенных для повышения производительности низкодебитного и реанимации простаивающего фонда скважин с применением комплекса оборудования. Сущность способа заключается в создании по вскрытому разрезу скважины полного диапазона депрессионных воздействий в режиме «набор - сброс».
Газовые методы.
К технологиям газовых методов относятся:
1. Воздействие газом высокого давления (углеводородным газом, азотом, дымовыми газами);
2. Водогазовое воздействие;
3. Воздействие двуокисью углерода;
4. Метод смешивающегося вытеснения на фронте вытеснения.
Газовые методы вытеснения нефти - наиболее эффективные методы повышения нефтеотдачи, особенно для низкопроницаемых коллекторов или разработке глубокозалегающих нефтяных месторождений с высокими давлением и температурой. Для реализации смешивающегося вытеснения потенциальным агентом может служить азот или топливные (дымовые) газы, основной составной частью которых является азот. Эффективности процесса вытеснения нефти азотом может способствовать возможность создания в залежах высоких давлений нагнетания. Дымовые газы для повышения нефтеотдачи получают, как правило, в результате сжигания природного газа. Широкомасштабное внедрение газовых методов сдерживается из-за отсутствия отечественного оборудования для реализации данного метода.
Физические методы.
Физические методы предназначены для инициирования фильтрации флюидов в низкопроницаемых зонах путем разупрочнения кольматирующего материала, глинистых включений и очистки поровых каналов коллектора, а также устранения блокирующего влияния остаточных фаз газа, нефти и воды.
К физическим методам относятся:
- вторичное вскрытие;
- акустическое воздействие;
- низкочастотное воздействие;
– гидровоздействие;
– вибровоздействие.
Одним из эффективных методов физического воздействия на низкопроницаемые пласты является гидравлический разрыв пласта (ГРП). Метод ГРП отличается от других физических методов тем, что действие его приводит к коренному изменению фильтрационных зон пласта на большом расстоянии от ствола скважины, а не только в призабойной зоне пласта, в результате чего значительно увеличивается дренируемая зона и повышается производительность скважины. По видам и технологиям гидравлический разрыв пласта распределяется следующим образом.
Вид ГРП:
– стандартный;
– объемный;
– многообъемный;
– многоэтапный;
– кислотный.
Технологии ГРП:
– стандартный;
– экраноустанавливающий;
– с технологической остановкой;
– в горизонтальных скважинах (боковых стволах);
– с циклической закачкой проппанта;
– в боковых стволах;
– струйный;
– селективный;
– пенный;
– TSO (Tip Screen Out);
– метод концевого экранирования.
Химические методы.
В основе всех химических методов увеличения нефтеотдачи пластов лежит заводнение, т.е. вода – основной компонент, к которому добавляются химические реагенты. В настоящее время применяется более 30 технологий химического воздействия, входящих в три группы:
1) методы, направленные на увеличение коэффициента вытеснения нефти из пористой среды путем улучшения нефтеотмывающих свойств закачиваемой воды;
2) методы, направленные на повышение охвата залежи воздействием воды;
3) методы комплексного воздействия на залежь, позволяющие одновременно увеличить как коэффициент вытеснения нефти, так и охват пласта воздействием.
В технологиях первой группы применяются химические реагенты, улучшающие нефтеотмывающие свойства воды: ПАВ, щелочи и растворители.
Процесс вытеснения основан на снижении межфазного натяжения на границах раздела фаз.
Технологии второй группы связаны с ограничением движения воды. При этом применяются методы, позволяющие отключить обводненный пласт или пропласток из разработки либо снизить проницаемость обводненных зон пласта для воды. Резкому обводнению подвергаются пласты, имеющие лучшие коллекторские характеристики, поэтому из разработки исключаются, в первую очередь, наиболее проницаемые пропластки и пласты, по которым вода прорывается в добывающую скважину. Основными технологиями для повышения фильтрационного сопротивления обводненных зон коллектора являются полимерные системы с дисперсными наполнителями, или сшивателями. Широко применяются эмульсионные составы, а также осадко- или гелеобразующие композиции.
К технологиям комплексного воздействия относятся совместные закачки первой и второй групп или комбинированные технологии.
Гидродинамические методы.
К ним относятся:
– нестационарное заводнение;
– форсированный отбор жидкости;
– вовлечение в разработку недренируемых запасов;
– барьерное и очаговое заводнение.
К первой группе относятся методы, которые осуществляются через изменение режимов эксплуатации скважин и, как следствие, через изменение режимов работы пласта. Эти методы объединяются общим понятием «нестационарное заводнение» и включают в себя:
– циклическое заводнение;
– изменение направления фильтрационных потоков.
Они сравнительно просты в реализации, не требуют больших экономических затрат и получили широкое развитие. Методы основаны на периодическом изменении режима работы залежи путем прекращения и возобновления закачки воды и отбора, за счет чего более полно используются капиллярные и гидродинамические силы. Это способствует внедрению воды в зоны пласта, ранее не охваченные воздействием.
Форсированный отбор жидкости применяется на поздней стадии разработки, когда обводненность достигает более 75%. При этом нефтеотдача возрастает вследствие увеличения градиента давления и скорости фильтрации. При этом методе вовлекаются в разработку участки пласта, не охваченные заводнением, а также отрыв пленочной нефти с поверхности породы. Форсированный отбор – наиболее освоенный метод повышения нефтеотдачи. Приступать к нему следует постепенно, увеличивая дебит отдельных скважин на 30–50%, а затем – в 2–4 раза. Предельное значение увеличения отбора регламентируется возможностями используемого способа эксплуатации скважин. Для осуществления форсированного отбора необходимы насосы высокой подачи или использование газлифта.
Эксплуатация газонефтяных месторождений осложняется возможными прорывами газа к забоям добывающих скважин, что значительно усложняет, вследствие высокого газового фактора, их эксплуатацию. Суть барьерного заводнения состоит в том, что нагнетательные скважины располагают в зоне газонефтяного контакта. Закачку воды и отборы газа и нефти регулируют таким образом, чтобы исключить взаимные перетоки: нефти – в газовую часть залежи, а газа – в нефтяную часть.
Очаговое заводнение – это дополнение к уже осуществленной системе законтурного заводнения или внутриконтурного. При этом группы нагнетательных скважин размещаются на участках пласта, отстающих по интенсивности использования запасов нефти.
Тепловые методы.
При вязкости нефти более 50 мПа·с приоритетными методами повышения нефтеотдачи пластов являются тепловые. При вводе тепла в продуктивный пласт происходит термическое расширение нефти, ослабляются структурно-механические свойства и снижается вязкость. При прогреве призабойной зоны АСПО расплавляются и выносятся потоком нефти на поверхность.
Среди тепловых методов воздействия на нефтяные пласты выделяют следующие направления:
– вытеснение нефти паром;
– закачка горячей воды;
– внутрипластовое горение.
Заключение
В ходе учебной практики произошло ознакомление с оборудованием и принципами его функционирования, процессами добычи нефти и газа, принципами обустройства нефтяного месторождения и основами бурения на нефтяных и газовых месторождениях. Также закреплены знания, полученные в курсе "Основы нефтегазового дела".
Список использованной литературы
1. Справочник мастера по добыче нефти, газа и конденсата. Том 1. Сургут: рекламно-издательский информационный центр «Нефть Приобья» ОАО «Сургутнефтегаз», 2010. – 352 с.
2. Справочник мастера по добыче нефти, газа и конденсата. Том 2. Сургут: рекламно-издательский информационный центр «Нефть Приобья» ОАО «Сургутнефтегаз», 2010. – 384 с.
3. Памятка оператору по добыче нефти и газа. 2010 г. Справочное пособие. – Сургут: рекламно-издательский информационный центр «Нефть Приобья» ОАО «Сургутнефтегаз», 2010. – 148 с., 51 илл.
4. Вадецкий Ю.В. Бурение нефтяных и газовых скважин, том 1. М. – 2004.
5. Кудинов В.И. Основы нефтегазопромыслового дела, том 1. Москва – Ижевск. – 2005. – 720 с.
6. Лысенко В.Д. Разработка нефтяных месторождений, том 1. – М: Недра. – 2009.
7. Руководящие документы и стандарты ОАО «Сургутнефтегаз».
8. Методическое руководство по оценке технологической эффективности геолого-технических мероприятий. – Тюмень. – 2008 г.
9. Андреев В.В., Уразаков К.Р., Данилов В.У. Справочник по добыче нефти / Под редакцией Уразакова К.Р. – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр». – 2000. – 374 с.
10. Мищенко И.Т. Скважинная добыча нефти: Учебное пособие для вузов. – М.: М71 ФГУП «Издательство «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им.И.М.Губкина. – 2003. — 816 с.
12. Ивановский В.Н. и др. Оборудование для добычи нефти и газа. – М.: ВНИИОНГ. – 2000.
13. Основы нефтепромыслового дела: Справочное пособие / Под редакцией Матвеева С.Н. – Сургут: Нефть Приобья. – 2004.
14. Ибрагимов Г.З., Артемьев В.Н. Техника и технология добычи и подготовки нефти и газа. – Москва. – 2005.
15. Ривкин П.Р. Техника и технологии добычи и подготовки нефти на нефтепромыслах. – Уфа. – 2007.
22. ГОСТ 12.0.004-90 ССБТ. Организация обучения безопасности труда. Общие положения.
23. Федеральный закон от 21.11.95 №170-ФЗ «О пожарной безопасности».
24. Федеральный закон от 21.07.97 №116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».