УДК 622.276.5:550.064.45
Исследованием механизма и выявление условий эффективного вытеснения нефти
водой в различных геолого-физических условиях
Шакиров Н.
магистрант Казахского
Национального Технического Исследовательского университета им. К.И. Сатпаева
Республика Казахстан, г. Алматы
В РК более 70 % добываемой нефти получают за счет
заводнения. Возникновение, внедрение и развитие метода и систем заводнения
нефтяных месторождений происходило в течение продолжительного времени.
Наиболее значимыми достижениями в
нефтегазовой индустрии за последние десятилетия являются массовое применение
горизонтальных скважин (ГС), одновременно-раздельной эксплуатаций пластов
(ОРЭ), скважин малого диаметра, гидроразрывов пласта (ГРП), энергосберегающих
технологии по закачке воды. Комплексное применение этих инновационных
технологии при проектировании систем заводнения залежей позволит решить многие
научно-технические задачи в области регулирования разработки нефтяных
месторождений.
Изучение механизма и выявление
условий эффективного вытеснения нефти водой в различных геолого-физических
условиях, создание новых технологий, принципов и концепции разработки являются
актуальными задачами по повышению эффективности разработки нефтяных
месторождений.
Не маловажной проблемой при разработке нефтяных и газовых
месторождений является устранение последствий данных работ – техногенных
катастроф.
На сегодня площади земли, подвергающихся воздействию
человека при добыче нефти, составляет значительную часть и она постоянно
возрастает благодаря развитию технологий и применению современных методов бурения, передвижных буровых установок и скважин
малого диаметра.
Одно из первых техногенных землетрясений, связанных с
добычей нефти, произошло в 1939 году на месторождении Уилмингтон в калифорнии.
Оно стало началом целого цикла стихийных бедствий, которые привели к разрушению
зданий, дорог, мостов, нефтяных скважин и трубопроводов. Проблему решили,
закачав воду в нефтеносные пласты. Вода, закаченная в глубинные пласты может
повлиять и на изменения напряжений
массива и стать тормозом возникновения землетрясения.
Например, в течение
ближайшего времени в Азербайжане может произойти техногенная катастрофа.
Американские и азербайжанские сейсмологи прогнозируют на Апшеронском
полуострове мощные землетрясения, сила которого, возможно, превысит восемь
баллов. Нетрудно представить последствия такого природного катаклизма, если
иметь в виду, что на Апшероне находится Баку, население которого с пригородами
составляет почти треть населения страны. Руководитель группы сейсмологов
Массачусетского технологического университета США Роберт Рейлингерзаявил, что
мощное землетрясения на Апшероне не избежно. В своей статье, опубликованной в
серьезной статье «JournlofNaturalHazards» ученый ссылается на результаты
весьма глубокого и продолжительного по времени исследования, проведенного
бостонскими экспертами совместно с сотрудниками Института геологии Национальной
академии наук Азейрбажана. Рейлингер и его коллеги пришли к однозначному выводу
о том, что накопившиеся за последние годы большие сейсмические напряжения
приведут к разрушительному землетрясению, которое следует ждать в
непосредственной близости от столицы. Азейрбажанские сейсмологи, работавшие над
исследованием совместно с учеными из Массачунсетского технологического
университета, не ставят под сомнение объективность выводов американских коллег.
Известно, что
юго-западное побережье Каспийского моря всегда была зоной высокой сейсмической
активности. Самым сильным в истории этих мест было землетрясение, которое в
1859 году почти полностью стерло с лица земли город Шамаха. Тогда погибло
несколько десятков тысяч человек. Специалисты предполагают, что ожидаемое
землетрясение может оказаться не менее катастрофическим. Особенно, если иметь в
виду высокий уровень урбанизации на Апшероне и массовое строительство в Баку
высотных домов и даже небоскребов без учета опыта сейсмичности региона.
При огромных объемах
добычи нефти более 60 млн. т в год из одного месторождения в подземном
пространстве создаются вначале пустоты, которые за счет деформации осадочных
горных пород затем заполняются при обрушении кровли и боков, освобожденных от
нефти. Вслед за этими процессами происходит плавное оседание всей толщи
налегающих пород вплоть до земной поверхности.
Однако этот процесс
опускания пород в выработанное пространство не всегда проходит плавно, не
вызывая особенных катастроф.
Известно не мало
случаев проявления техногенных землетрясений при интенсивной добыче нефти,
например в Армении.
Еще более опасными
проявлениями техногенных катастроф могут проявиться при добыче нефти в шельфах
Каспийского моря. Здесь оседание дна шельфа может привести к массовой гибели
водорослей, а с ними и всех видов живых организмов, которые здесь обитают.
Наиболее опасными
проявлениями при добыче нефти на шельфах могут быть катастрофы, связанные с
нарушением сплошности массива покрывающей толщи пород дна. При этом через
трещины и нарушенные скважины нефть вследствие ее меньшего удельного веса в
сравнении с водой проникает на поверхность водного бассейна. При этом она
покроет тонким слоем всю или только часть поверхности воды, что приведет к
гибели всех организмов, живущих в воде, благодаря наличию в ней кислорода.
Особенно это касается всех видов рыб, тюленей и т.д.
При добыче нефти в
любых в районах с заводнением пластов происходит замещение в пластах одной
упругой среды – нефти на другую упругую среду воду. В этот связи породы кровли
не подвергаются резким деформациям, особенно в виде внезапных обрушений на
большой площади.
Таким образом,
заводнение нефтяных пластов при извлечении нефти и газа решает целый ряд
актуальных проблем:
- позволяет
извлекать вязкие нефим, повышая существенно коэффициент ее извлечения из недр;
- обеспечивает
сохранение сплошности налегающей толщи пород до дневной поверхности;
- обеспечивает
высокий уровень экологической надежности при добыче нефти из пластов,
залегающих под водоемами;
- сохраняет
естественное состояние окружающей среды.
В этой связи
разработка теории и эффективных способов заводнения нефтяных пластов при их
отработке является весьма сложной, обширной и актуальной проблемой.
Литература
1 Елеманов Б. Д. Основные проблемы
разработки нефтяных месторождений, осложненной коррозией, отложениями парафина
и солей: на примере месторождений Республики Казахстан: Тенгиз, Карачаганак,
Узень и Жетыбай. Автореферат….. докт. техн. наук. – Москва. – 2003.
2 Большой справочник инженера
нефтегазодобычи. Разработка месторождений. Оборудование и технологии добычи/Под
ред. У. Лайонз, Г. Плизг. – М.: Профессия. – 2009. - 952с.
3 Дейк Л.П. Основы разработки
нефтяных и газовых месторождений. – М.: Премиум Инжиниринг. – 2009. – 576с.
4 Тетельмин В., Язев В. Нефтегазовое дело. Полный курс.
– М.: Интеллект. – 2014. – 800с.
5 Кудинов В. Основы
нефтегазопромыслового дела. – М.: Институт компьютерных исследований, Регулярная и хаотическая динамика. – 2011. – 734 с.