Водопостачання з використанням глибинних вод

Води глибинних горизонтів за своїми характеристиками перевищують води інших джерел. Системи збору і подачі глибинних вод класифікуються наступним чином:

• за видом використовуваної енергії;

• за взаємним розташуванням пластів (з нижнім перетоком і з верхнім перетоком);

• за наявністю і розташуванням КНС (без застосування КНС, із наземними КНС, із підземними КНС).

На практиці також використовують одночасно-роздільне нагнітання води. Суть його полягає у подачі води у випадку багатопластового родовища у різні горизонти під різними тисками в залежності від їх колекторських властивостей. Способи регулювання процесу нагнітання води по окремих пластах можуть відрізнятися. Використовуються такі способи:

1. підведення води до нагнітальних свердловин по водоводу високого тиску із подаванням води по НКТ і затрубному простору в роз’єднані пакерами пласти;

2. подача води у свердловини під високим тиском через один канал і розподіл її з різними тисками по окремих пластах з використанням змінних або регульованих вибійних штуцерів;

3. періодична подача води у високопроникні пласти шляхом підключення їх пакерами за постійного нагнітання води у низькопроникні пласти.

Фізико-гідродинамічні методи підвищення нафтовилучення при заводненні нафтових родовищ

ЦИКЛІЧНЕ ЗАВОДНЕННЯ. Технологія методу полягає у періодичній зміні витрати (тисків) нагнітання води за безперервного або періодичного видобування рідини із покладу із зсувом фаз коливання тиску по окремих групах свердловин. Внаслідок такого нестаціонарного діяння на пласт в ньому проходять хвилі зниження і підвищення тиску. Фізична суть методу полягає в тому, що під час підвищення тиску в покладі в першій половині циклу (в період нагнітання води) нафта в малопроникних прошарках стискається і в них заходить вода. Під час другої половини циклу (зниження тиску) вода утримується капілярними силами у малопроникних прошарках, а нафта виходить з них. Тривалість циклів 4-10 діб і може збільшуватись до 75-80 діб по мірі віддалення фронту витіснення. Головними критеріями ефективності застосування даного методу, порівняно із звичайним заводненням є:

• наявність шарово-неоднорідних або тріщиннувато-пористих гідрофільних колекторів;

• висока залишкова нафтонасиченість;

• техніко-технологічна можливість створити високу амплітуду коливання тиску, яка може сягати 50-70% від середнього перепаду тиску між лініями нагнітання і відбирання;

• можливість здійснити компенсацію відбирання нагнітанням (у період підвищення тиску нагнітання об’єм закачуваної води може збільшитися у 2 рази, а в період зниження тиску – скоротитися до 0 внаслідок зупинки нагнітальних свердловин).

В цілому циклічне заводнення передбачає, що кожна з нагнітальних і видобувних свердловин працює в режимі періодичної зміни вибійного тиску. Реалізація даного методу призводить до збільшення навантаження на нагнітальне і видобувне обладнання. Для забезпечення рівномірного навантаження на обладнання поклад ділять на окремі блоки і зміщують на них на півперіоди нагнітання і відбору. Для реалізації даного способу необхідно забезпечити родовище високонапірними насосами з тисками 25-40 МПа.

ЗМІНА НАПРЯМІВ ФІЛЬТРАЦІЙНИХ ПОТОКІВ. Технологія методу передбачає, що нагнітання води зупиняється в одних свердловинах і переноситься на інші, внаслідок чого відбувається зміна напрямів фільтраційних потоків до 90^о. Фізична суть процесу. В ході звичайного заводнення внаслідок нестійкості процесу витіснення нафти водою утворюються цілики нафти, обійдені водою. При витісненні нафти водою водо насиченість вздовж напрямку витіснення зменшується. Після перенесення фронту нагнітання в пласті створюються змінні за величиною і напрямком градієнти гідродинамічного тиску, внаслідок чого вода надходить у застійні малопроникні зони і витісняє з них нафту в зони інтенсивного руху води. Об’єм води нагнітання вздовж фронту доцільно розподілити пропорційно зміні залишкової нафто насиченості. Зміна напрямів фільтраційних потоків забезпечується шляхом розрізання покладу на окремі блоки, а також організації осередкового (вогнищевого) заводнення та реалізації циклічного заводнення. Цей метод потребує незначних додаткових затрат і може бути реалізований при наявності активної системи заводнення. Метод дає можливість підтримати досягнутий рівень видобутку нафти, знизити поточну обводненість продукції та збільшити охоплення пластів заводненням. Цей метод є ефективним у випадку неоднорідних пластів, високов’язких нафт та при його застосуванні на початку розробки родовща.

СТВОРЕННЯ ВИСОКИХ ТИСКІВ НАГНІТАННЯ. Величина тиску нагнітання впливає на техніко-економічну ефективність заводнення. У практиці заводнення спостерігають тенденцію до підвищення тиску нагнітання на гирлі від 5 до 16-20 МПа, а в окремих випадках – 20-30 і навіть до 40 МПа. Фізична суть – узагальнення досвіду заводнення і спеціальних досліджень показали таке:

• на існуючих режимах нагнітання води заводненням охоплюється лише мала частка нафто насиченої товщини пласта – 20-25%;

• за певних тисків нагнітання проникні колектори воду не приймають; за підвищення тиску нагнітання до величини вертикального гірничого тиску збільшується товщина інтервалів пласта, які приймають воду (збільшення охоплення товщини заводненням);

• індикаторна діаграма приймальності залежно від тиску нагнітання є нелінійною; темп приросту приймальності значно вищий, ніж темп приросту тиску. Це пояснюється тим, що з ростом тиску нагнітання тріщини пласта розкриваються і збільшується їх проникність, виникає інерційний опір.

Технологія методу забезпечує:

1. збільшення поточних дебітів свердловин і пластового тиску;

2. зниження обводненості продукції за рахунок інтенсифікації припливу нафти із малопроникних пропластків;

3. зменшення впливу неоднорідності колектора за рахунок відносно більшого приросту приймальності малопроникного колектора в порівнянні із високопроникним;

4. підвищується поточний коефіцієнт нафтовилучення за значно меншої витрати води внаслідок залучення до вироблення додаткових запасів нафти.

Застосування методу потребує ряду технологічних задач. Серійні насоси забезпечують тиск на викиді до 20 МПа, що дає змогу використовувати цей метод для покладів, розташованих на глибині 1000-1500 м. Потрібно спорудити або реконструювати КНС і прокласти нові розвідні водоводи, розраховані на високий тиск. Можна використовувати існуючі КНС і водоводи, але тоді біля нагнітальних свердловин треба встановити індивідуальні додаткові дотискувальні устаткування. Слід забезпечити високу надійність конструкцій нагнітальних свердловин, пакерів та іншого обладнання.

ФОРСУВАННЯ ВІДБИРАННЯ РІДИНИ. Технологія полягає в поетапному збільшенні дебітів видобувних свердловин (зменшення вибійного тиску). Фізико-гідродинамічна суть методу полягає у створенні високих градієнтів тиску шляхом зменшення вибійних тисків. При цьому в неоднорідних пластах з високою обводненістю залучаються до розробки залишені цілики нафти, лінзи, тупікові і застійні зони, малопроникні пропластки та ін. Умовами ефективного застосування методу вважають:

• обводненість продукції не менше 80-85% (початок завершальної стадії розробки);

• високі коефіцієнти продуктивності свердловин і високі вибійні тиски;

• можливість збільшення дебітів (колектор стійкий, немає небезпеки прориву води, обсадна колона технічно справна, є умови для застосування високопродуктивного обладнання, пропускна здатність системи збору і підготовки продукції достатня).

Для вирішення питання про застосування методу на конкретній свердловині треба попередньо визначити залежність дебіту нафти і дебіту рідини. Дебіт рідини слід призначити за максимум дебіту нафти.

Техніка форсування відбирань може бути різна:

1. штангові насоси за повного завантаження обладнанням;

2. ЕВН, розраховані на велику подачу та ін.

Діяння на ПЗП, коли метою передбачено розширення профілів припливу і приймальності, підвищення якості розкриття пласта і освоєння свердловин також сприяє збільшенню нафтовилучення.

ВСТАНОВЛЕННЯ ОПТИМАЛЬНИХ ВЕЛИЧИН РЕПРЕСІЙ І ДЕПРЕСІЙ НА ПЛАСТ. Для досягнення максимальної нафтовіддачі в безводний період треба встановити менші градієнти тиску на поклад, а у водний – більш високі. Більш високі перепади тиску між нагнітальними і видобувними свердловинами сприяють підключенню в розробку високо проникних пластів. Збільшення градієнта тиску сприяє зростанню темпів відбору у безводний період і незначно впливає на нафтовіддачу у водний період.

ЧАСТКОВЕ ЗНИЖЕННЯ ПЛАСТОВОГО ТИСКУ НИЖЧЕ ТИСКУ НАСИЧЕННЯ НАФТИ. Цей метод впливає на показники розробки і нафтовіддачу покладу. Розгазування нафти в пласті сприяє зменшенню водо-нафтового фактора, частковому зменшенню продуктивності високо проникних пластів через зменшення фазової проникності для води. Ефект вільного газу в пористому середовищі при заводненні виражається фазовою проникністю. Одночасно значну роль у підвищенні нафтовіддачі відіграє ефект заміщення, дія якого полягає у тому, що при частковому розгазуванні в порових каналах (в основному защемлена нафта) із нафти виділяється газ і витісняє її з пастки, через яку відбувається витіснення нафти водою. Основна задача методу – на скільки можна знизити тиск в пласті. Ця величина залежить від властивостей нафти і їх зміни в міру зниження цього тиску. Ці зміни визначаються експериментально. Шляхом часткового зниження тиску нафтовіддачу можна знизити від 2 до 10%. Надмірне зниження тиску насичення призводить до зниження нафтовіддачі внаслідок збільшення в’язкості нафти і зменшення фазової проникності для нафти в умовах, коли газова фаза, що при цьому утворюється, стає рухомою.

МЕТОДИ ЗБІЛЬШЕННЯ НАФТОВІДДАЧІ, ЩО ПОВ’ЯЗАНІ ІЗ СИСТЕМОЮ РОЗРОБКИ НАФТОВОГО ПОКЛАДУ. Вплив щільності сітки свердловин на нафтовіддачу пластів залежить від їх розчленування (піскуватості). У монолітних пластах вплив щільності сітки свердловин на нафтовіддачу вважається несуттєвим, а в розчленованих – значним. Темп розробки при заводненні слабо або позитивно впливає на нафтовіддачу. У ряді випадків в окремих покладах нафти така залежність спостерігається більш виразно. Щільність сітки свердловин на ранніх стадіях розробки в середньому має невеликий вплив на поточну нафтовіддачу. Співвідношення числа нагнітальних і видобувних свердловин не має значного впливу на кінцеву нафтовіддачу, проте його збільшення прискорює темп видобутку нафти, поточну нафтовіддачу на ранніх стадіях, на кінцеву нафтовіддачу в уривчастих пластах. Блокові системи заводнення порівняно із за контурним заводненням збільшують нафтовіддачу пластів незначно (на 2-2,5%), проте темп розробки підвищують в 1,5-2 рази.