Методы повышения компонентоотдачи пластов
.pdfАдсорбция - это процесс увеличения концентрации молекул на поверхности раздела фаз, который приводит к появлению адсорбционного слоя.
Десорбция - это процесс уменьшения концентрации молекул на поверхности раздела фаз.
Сорбционная активность пород уменьшается в ряду: глина, алевролиты, глинистые песчаники, полимиктовые песчаники, доломиты, известняки, ангидриты.
Доля пленочной и сильно сорбируемой нефти на поверхности горной породы меняется аналогично. В случае контакта раствора ПАВ с поверхностью порового канала происходит нарушение термодинамического равновесия и формируются двумерные, а затем и трехмерные ассоциаты в адсорбционном слое. Над ними концентрируются одиночные молекулы ПАВ, а выше расположены мицеллы ПАВ (конгломераты коллоидных ПАВ, образующиеся при концентрации, превышающей критическую концентрацию мицеллообразования (ККМ), и имеющие характерные размеры от нескольких нанометров до микрометра).
91
ПАВ классифицируются по ионной характеристике - неионогенные и ионогенные. Неионогенные ПАВ при растворении в воде не диссоциируются на ионы, а ионогенные ПАВ диссоциируются.
Одной из эффективных технологий является нагнетание композиций пенообразующих ПАВ, газообразных агентов, специальных веществ для нагрева композиций и воды. При нагреве происходит реакция закачиваемой композиции с пластовыми жидкостями и минералами горных пород с выделением значительного количества газа.
Поровые каналы с высокой пористостью «запираются» пузырьками газа, заставляя жидкость двигаться по наименее проницаемым пропласткам. Нагнетание таких композиций позволяет увеличить коэффициент вытеснения на 17-25 % за счет доотмыва остаточной нефти. Это наиболее перспективная технология применения ПАВ наряду с нагнетанием ПАВ совместно с растворами полимеров и в качестве компонента при мицеллярном заводнении.
92
Потокоотклоняющие технологии наиболее часто применяются
из многообразия физико-химических МУН. На их долю приходится основной объем дополнительной добычи нефти. Закачка потокоотклоняющих составов может проводиться двумя путями – непосредственно в эксплуатационную скважину (адресно) или в скважины через кустовые насосные станции (КНС). При этом закачка потокоотклоняющих составов через КНС даже при одних и тех же средних объемах составов на скважину в 2-4 раза менее эффективна, чем адресная закачка.
93
Наибольшая интенсивность потокоотклоняющей технологии достигается при организации её цикличности.
Рис. 2. Средняя эффективность применения потокоотклоняющих составов по циклам их закачки в скважины Лянторского месторождения
II III IV V VI
Циклы закачки потокоотклоняющих составов
Цикличность создания оторочек должна достигать 1, а иногда 2 раза в год. Как правило, суммарный технологический эффект при циклической закачке растворов в 1,5-3,0 раза выше, чем при единовременной закачке такого же объема потокоотклоняющих составов.
94
Метод нагнетания водного раствора полимера - это закачка
слабоконцентрированного раствора высокомолекулярного химического реагента - полимера.
Полимеры представляют собой вещества с высокой молекулярой массой - порядка 104-106. Они обладают способностью значительно повышать вязкость воды, снижая тем самым ее подвижность, что приводит к повышению охвата пласта воздействием (по сравнению с обычным заводнением). Полимерное заводнение применяется на нефтесодержащих пластах со сравнительно высокой вязкостью нефти (до 100 мПа*с) и соотношением коэффициентов подвижности воды и нефти и умеренной неоднородностью. Метод полимерного заводнения не используется для разработки залежей нефти с газовыми шапками, трещинным коллектором, высокой проницаемостью и активным напором подошвенных вод. Прирост нефтеотдачи в среднем составляет 3-10 %. При использовании полимера соотношение коэффициентов подвижностей уменьшается и соответственно увеличивается коэффициент охвата пласта по площади
(простиранию) и по мощности. |
95 |
Основными механизмами увеличения нефтеотдачи при нагнетании водных растворов полимеров являются загущение воды, которое приводит к снижению соотношения подвижностей нефти и воды и снижению возможности прорыва воды к добывающим скважинам, и закупорка высоко проницаемых каналов вследствие адсорбции полимеров на поверхности горной породы (охват воздействием низкопроницаемых коллекторов при этом увеличивается) (рис. 3, 4).
Адсорбция полимеров поверхностью пористой среды возрастает с увеличением солености пластовой воды и уменьшением проницаемости пласта и может составлять от 0,007 до 0,75 кг/м .
Количество адсорбированного полимера зависит от структуры пористой среды, ее вещественного и компонентного состава, веса, скорости фильтрации в пористой среде, температуры и величины водородного показателя среды pH. Адсорбция на поверхности горной породы зависит от вида полимера.
96
Рис. 3. Полимерное заводнение
97
Рис. 4 Борьба с «пальцеобразованием» путем нагнетания полимеров
98
Рис. 5. Нагнетание сшитых полимеров в слоистые пласты
99
Концентрация полимера в нагнетаемых в пласт растворах колеблется в пределах 0,02-0,05 %.
По числу реализованных проектов этот метод занимает второе место после метода нагнетания пара.
Эффективность метода относительно невысока, но в то же время он считается достаточно перспективным в силу простоты технологической реализации, а также быстрого получения эффекта.
Осложняющим фактором при реализации полимерного заводнения является высокое давление в призабойной зоне нагнетательной скважины, особенно у скважин, вскрывших зоны с низкой проницаемостью.
100