К.т.н., профессор Орынгожин Е.С., докторант Дуненова А.А.

Казахский национальный технический университет имени К. И. Сатпаева

Современное состояние системы заводнения

нефтяных пластов

Заводнение нефтяных пластов является основой современной технологии разработки нефтяных месторождений. Важнейшей целью заводнения является увеличение темпов отбора, коэффициента нефтеизвлечения (КИН) и технико-экономических показателей. Применение заводнения нередко приводит к двукратному и более увеличению КИН. При заводнении пластов важным параметром, характеризующим процесс извлечения нефти из залежи и эффективность системы разработки, является коэффициент вытеснения, который указывает на потенциально доступную долю дренируемых запасов нефти, в зоне охваченной заводнением.

Одним из наиболее современных методов считается технология закачки в пласт нано-полимеров. Данные химические вещества обладают свойством многократного увеличения объема при нагревании. Идея состоит в том, что микроскопические гранулы закачиваются в пласт вместе с водой через нагнетательную скважину. При прохождении через поры по направлению течения воды от нагнетательных к добывающим скважинам нано-полимеры расширяются, блокируя поры в зоне активной фильтрации, и вытесняя воду в более низко проницаемые зоны. Таким образом, остаточные запасы нефти дренируются в направлении добывающих скважин. В результате применения данной технологии по оценкам некоторых западных компаний удается на 10% повысить коэффициент нефтеизвлечения.

Полимерное заводнение заключается в добавлении полимера в воду для уменьшения ее подвижности. Получаемое увеличение вязкости, а также уменьшение проницаемости по водной фазе, которое происходит при использовании некоторых полимеров, является причиной более низкого отношения подвижностей. Это уменьшение отношения подвижностей повышает эффективность заводнения за счет более высокого коэффициента охвата по объему и меньшей нефтенасыщенности в отмытой зоне. Минимальная остаточная нефтенасыщенность не уменьшается, хотя остающаяся после процесса вытеснения нефтенасыщенность уменьшается, так и в полимерном заводнении. Более высокий коэффициент нефтеотдачи является экономическим стимулом для осуществления полимерного заводнения. Как правило, полимерное заводнение бывает экономически выгодным только в тех случаях, когда отношение подвижностей при обычном заводнении высоко, неоднородность пласта большая или отмечается сочетание этих двух факторов.

В настоящее время в отрасли проводят промышленные испытания новых технологий полимерного заводнения — использующего коллоидно-диспергированные гели и ВrightWater. Эти технологии совершенно разные с технической точки зрения, но обе они направлены на повышение степени охвата пласта при продолжительном заводнении, особенно в пластах, характеризующихся большой неоднородностью по проницаемости и наличием зон повышенной проницаемости. Известно, что полимерное заводнение с использованием коллоидно-диспергированных гелей проводилось на месторождениях Дакин в Китае и Эль Тордильо и Лома АльтаСур в Аргентине.

Водогазовое воздействие является методом, позволяющим увеличить нефтеотдачу с помощью комбинирования двух традиционных технологий: заводнения и нагнетания газа в пласт. На рис.1 схематично показан процесс водогазового воздействия в коллекторе.

ВГВ является третичным методом увеличения нефтеотдачи, т.е. применяется после первичных или вторичных методов разработки коллектора. Суть метода заключается в закачивании определенных объемов газа и воды попеременно или одновременно. Нагнетание газа позволяет увеличить микроскопическое вытеснение нефти, в то время как нагнетание воды улучшает вытеснение нефти на макроскопическом уровне. Остаточная нефтенасыщенность после нагнетания газа гораздо меньше, чем после нагнетания воды, кроме того, при ВГВ происходит вытеснение нефти из участков, неохваченных заводнением, так как газ, имея меньшую плотность и вязкость по сравнению с водой, поднимается в верхнюю часть пласта. В результате происходит увеличение нефтеотдачи по сравнению с использованием заводнения.

Рис.1 Водогазовое воздействие на пласт

Применение ВГВ приводит к тому, что в пласте наблюдается постоянное изменение насыщенности трех фаз (воды, нефти и газа). Как правило, для определения параметров ВГВ, таких как соотношение закачиваемых объемов газа и воды, время нагнетания, количество циклов, используется трехмерная модель. Однако следует осознавать, что определение трехфазных относительных проницаемостей и кривых капиллярного давления является довольно сложной задачей, которая впрочем довольно успешно решается в настоящее время.

Литература:

1. Деева Т.А., Камартдинов М.Р., Кулагина Т.Е., Шевелев П.В. «Современные методы разработки месторождений на поздних стадиях», Томск 2006г.

2. Лейк Ларри «Основы методов увеличения нефтеотдачи», Университет Техас-Остин 2005г.

3. http://rfdyn.com/Rock Flow Dynamics

4. Бакиров И.М. автореферат «Развитие систем разработки нефтяных месторождений с применением заводнения в различных геолого-физических условиях», Уфа 2012г.