книги из ГПНТБ / Кошко, И. И. Техника воздействия на нефтяной пласт горением

эксплуатационным и наблюдательным скважинам пока­ зывает, что процесс инутрипластового горения протекает нормально.

Среднесуточная добыча по обоим участкам на конец 1969 года составляла 16 т вместо 4 т до начала осу­ ществления процесса. Себестоимость 1 т нефти на 10 рублей меньше промысловой.

Экономический эффект от применения метода еже­ годно составляет порядка 100 тыс. руб. В ближайшие годы иа данном месторождении планируется ввод в экс­ плуатацию новых участков.

Целью проводимого эксперимента является исследо­ вание техники и технологии работ, а также определение эффективности данного метода добычи нефти.

Опытные работы по применению внутрипластового горения проводились и в других местах (Западная Украина, Пермская область, о. Сахалин и т. д.). На Бориелавоком месторождении процесс внутр.ипшаставого горения был создан на глубине 1500 м. Однако в связи с отсутствием необходимого оборудования для поддер­ жания процесса работы были прекращены.

В последнее время опытно-промышленный экспери­ мент по осуществлению внутрипл1астово1Ло горения про­ водится на Сходницком нефтяном месторождении [72, 73]. Продвижение фронта горения от нагнетательной скважины в глубь пласта осуществляется путем нагнета­ ния воздуха и газа. Работы проводятся на одном из пропластков ямненской серии с глубиною залегания 305—325 м. Эффективная мощность пласта около 20 м, пористость — 20%, проницаемость— 100 миллидарси.

Удельный вес нефти — 0,83 г/см3 и вязкость — 1,3 спз. Содержание парафина — до 2%, серы — 0,15%, смол — 23%. Пластовое давление равно 3 кг/см2, а пластовая температура — 18—21° С.

Воспламенение газовоздушной смеси на забое нагне­ тательной скважины № 244 осуществлялось с помощью электрозапала ЭЗ-4.

На основании проведенных исследований установле­ но, что при коэффициенте избытка воздуха в смеси ме­ нее 0,7 фронт горения перемещался в пласте в направ­ лении фильтрации потока. При повышении коэффициента избытка' воздуха от 0,7 до 1,0 фронт «горения переме­ щался к забою нагнетательной скважины. Регулирова­

10

ние процесса горения также осуществлялось путем пе­ риодической остановим нагнетания газа.

С 1971 г. проводятся работы по созданию линейного фронта горения на опытном участке сарматского гори­ зонта месторождения Зыбза. Выполнены значительные работы по обустройству участка. Принципиальная тех­ нологическая схема участка приведена на рис. 2.

В связи с успешным опытом работ на залежи Павло­ ва Гора предусматривается применение данного метода и на других месторождениях.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ВНУТРИПЛАСТОВОГО ГОРЕНИЯ ДЛЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ В РУМЫНИИ И ЧЕХОСЛОВАКИИ

Опыты и исследования по применению внутрипласто­ вого горения в Социалистической Республике Румынии начались в 1963 г. (Исследовательский институт по бу­ рению и добыче, г. Кымпино). Была изучена промысло-- во-геологическая характеристика месторождений с высоковязкой нефтью. Проводили технологические расчеты процесса с учетом расхода и давления нагнетания воз­ духа, типов компрессоров, скорости продвижения фронта горения, изучали возможность инициирования и ведения процесса внутрипластового горения [113].

В1964 г. начаты работы по осуществлению процесса внутрипластового горения в промысловых условиях. Для этой цели был выбран опытный участок площадью 0,5 га на месторождении Су-плаку. Продуктивный пласт-песча­ ник мощностью 8—15 м и пористостью 25—28%, удель­ ный вес нефти 0,95 г/сж3.

Вцентре участка пробурили нагнетательную, по уг­ лам четыре эксплуатационные -скважины и, кроме того, на расстоянии 10; 20; 30 и 40 ж от нагнетательной сква­ жины — четыре наблюдательные скважины для контроля за ходом процесса.

Конструкция всех скважин в основном одинакова: по всей длине ствола — 219 мм обсадная колонна; продук­ тивный -пласт перекрывает 168 мм хвостовик, в нижней части которого (ио -длине 6 м) имеются щелевидные

отверстия. Обсадная колонна в нагнетательной скважине

11

риод нагнетание воздуха в пласт продолжалось, и в те­

13

После создания в пласте необходимого запаса .возду­ ха приступили к инициированию горения с помощью забойной горелки. При этом в нагнетательную скважину подавали по 140 м3 пропана в сутки. Газовоздушную смесь зажгли с помощью электрического запальника. Через 25 мин. после воспламенения температура на за­ бое повысилась до 620 0 С. Работа горелки поддержи­ валась в течение 99 час. За это время в пласт было подано 13,6X Ю6 ккал тепла.

Газообразные продукты из эксплуатационных сква­ жин систематически отбирали и анализировали. Забой­ ную горелку выключали после того, как содержание кислорода в выходящих газах снизилось до 2%. При этом для интенсификации процесса внутрипластового горения количество нагнетаемого воздуха в пласт уве­ личили до 25 тыс. м3'/сутки.

Таким образом, в пласте был создан движущийся фронт горения, перемещение которого с определенной скоростью от нагнетательной скважины к эксплуатацион­

количества газообразных продуктов сгорания.

В последующие три месяца отбор газообразных про­ дуктов уменьшился в среднем до 50%, а остальная часть их осталась в пласте. В дальнейшем объем извлекаемых газообразных продуктов значительно увеличился.

Опытно-промышленный эксперимент на участке пло­ щадью 0,5 га длился 430 дней. За этот период в пласт было закачено 15 млн. м3 воздуха, а из эксплуатацион­ ных скважин добыто 11 млн. м3 газообразных продук­ тов. Таким образом, было извлечено около 75% газооб­ разных продуктов.

По мере продвижения и увеличения фронта горения количество нагнетаемого воздуха увеличивали настолько, чтобы на каждый м2 площади фронта горения подава­ лось воздуха ;не менее 1,2 м3/ч.

Так, первоначально в течение 6 месяцев в пласт нагнеталось около 25 тыс. мъ воздуха в сутки, в после­ дующие 4 месяца количество нагнетаемого воздуха уве­

14

личили до 42—44 тыс. м3/сутки и на последнем этапе в пласт нагнетали 50—60 тыс. м3 воздуха в сутки.

За весь период внутрииластового горения среднесу­ точный расход воздуха составил 35,8 тыс. м3, а средне-

Рис. 4. Объемы нагнетания воздуха в пласт и дебиты нефти и газа.

1 — добыча нефти; 2 — добыча газа; 3 — расход воздуха.

суточный дебит паза был равен 26,7 тыс. м3. На рис. 4 показаны графики изменения дебитов нефти и газа и количество нагнетаемого воздуха в пласт в ходе про­ цесса.

Анализ (выходящих газов показывает, что процесс горения в пласте протекал успешно. Содержание кисло­ рода в отходящих пазах было незначительным, а содер­ жание углекислого газа достигало до 14—16%. Контроль за (продвижением фронта горения осуществлялся посред­ ством (Измерений температуры в наблюдательных шва-

15

жинах, а также измерения температуры жидкости и газа, поступающих из эксплуатационных |снваж1ан. Про­ фили температуры, полученные в наблюдательной сква­ жине О3 в процессе внутрииластового горения, приве­ дены на рис. 5.

Максимальная температура, замеренная в одной из наблюдательных сиважин, превышала 600° С. Скорость продвижения фронта парения изменялась в пределах от

3,5 до 6 мм/ч.

Перед использованием метода внутриплаютавого го­ рения на опытном участке добывалось 29—30 ж3 нефти в сутки.

В начале внутрипластового горения дебит снизился и после двух месяцев увеличился до первоначального уровня, а в дальнейшем значительно превысил его. За весь период из пласта было добыто 17,3 тыс. ж3 жид­ кости при средней обводненности 9,8%. Газовый фактор составил 731 ж3/ж3, коэффициент нефтеотдачи равен 82,5%. В процессе эксперимента удельный вес нефти снизился с 0,947 до 0,907 г/сж3.

В дальнейшем опытный участок был увеличен с 0,5 до 2 га, при этом по периферии участка было пробурено дополнительно восемь эксплуатационных скважин. В на­ чале эксперимента дебиты этих скважин составляли 21—4 ж31сутки, а через 5 месяцев их общий дебит достиг 90—100 ж3/сутки, причем все скважины фонтанировали. Коэффициент нефтеотдачи по указанному участку соста­

1968 г. станция ежедневно подавала 350 тыс. ж3 воздуха. Таким образом, имеется возможность вести процесс с высокой интенсивностью нагнетания воздуха в пласт.

Кроме того, ш 1967 г. начат процесс внутрипластового горения на месторождении Тура Онницей. На опытном участке пробурены одна нагнетательная и четыре эксплу­ атационные скважины. Процесс инициирования горения на одн-ом участке был Осуществлен аналогичным спосо­ бом. Для нагнетания воздуха в пласт используют четыре

16

Глубина ссэажинь/.

Рис. 5. Профили температуры, замеренные в наблюдательной скважине.

компрессора. Производительность (Каждого компрессора составляет около 17 тыс. м3/сутки при давлении нагне­ тания 25 кг!см2.

В связи с недостаточной производительностью суще­ ствующей компрессорной (станции, предусмотрено ее расширение.

Общий дебит эксплуатационных скважин на одном участке составляет вколю 20 т1сутки.

В ходе этих работ была выяснена возможность соз­ дания и продвижения фронта горения в специфических геологических условиях в пласте при помощи 'соответ­ ствующего оборудования.

Проведенные промысловые опыты подтвердили уста­ новленные советскими учеными научные и технические доказательства применения метода адутрипласгового горения для значительного повышения (коэффициента нефтеотдачи при эксплуатации месторождений с вязкой нефтью.

Предусматривается расширить применение этого ме­ тода в промышленном масштабе па ряде месторождений

Румынии.

С 1962 года проводятся опытные работы по примене­ нию 1в;нутрипластового фронта горения для добычи нефти на месторождениях Гбелы-Нше и Жерютин в Чехослова­ кии [79, 111, 148, 155]. Промысловым опытам предшест­ вовали теоретические и лабораторные исследования. Проводилось моделирование процесса горения на элек­ троинтеграторе.

В результате проведенных исследований были изуче­ ны основные (Закономерности процесса горения .в пори­ стой среде.

Месторождение Гбелы-Нове имеет следующую ха­ рактеристику: глубина залегания продуктивного пла­ ста 146—148 м, мощность его 2—5 м, пористость 27— 30%, проницаемость 0,042 дарси, удельный вес нефти 0,936 г/см3. Продуктивный пласт относится к сарматско­ му возрасту и сложен из мелко- и среднезернистых песчаников. Инициирование горения в пласте осущест­ влялось (С помощью электрического нагревателя.

Ввиду низкого содержании в нефти такса (7—10 кг на 1 м3 горной породы), для поддержания фронта горе­

18

ния в призабойную зону ннгнетатедьн|о1й скважины подав али HiolnofliH'HTenьное топливо.

Для нагнетания воздуха в пласт применяли иомпрес00!Ры 2СГ-50, Витшвец ЗСС4-8 'Производительностью 25 мг!мин и давлением 7 кг/см2, Витковец 4СС4-2.5 производительностью 10,5 м3/мин и давлением 7 кг!см2.

За 15 месяцев фронт горения продвинулся на 65 м. По мере прохождения фронта горения через эксплуата­ ционные скважины часть из .них переводилась (в нагне­ тательные.

За указанный период было добыто 4200 т. нефти.

Продуктивный пласт :на месторождении Жерютин относится к тортону. Пласт, сложенный несцементирован­ ным крупно-зернистым песком и галечником, залегает на глубине 40—50 м. Мощность пласта — от 5 до 20 м, по­ ристость— 30%, проницаемость: 4—5 дарси. Удельный вес нефти — 0,975 г/сж3.

В январе 1964 пода процесс горения 'был осуществлен с помощью элоктронагреиатедя, яри этом на нагрев призабойной зоны было затрачено 600 тыс. ккал топлива. Для инициирования горения в Чехословакии (используют­ ся электронагреватели мощностью 10 кет. После ини­ циирования горения в пласт нагнетали ежесуточно 24000 м3 воздуха. Через 30 дней добыча нефти на участ­ ке возросла 'более чем в десять раз.

Проведанные исследования позволили создать устой­ чивый фронт горения в пласте, а также была доказана рентабельность добычи нефти этим методом. Подобные эксперименты проводились и (на других участках.

В (настоящее время внутриплаотовое горение успешно применяется на месторождениях Гбелы-Нове и Жеротин

впромышленном масштабе.

В1968 году этот метод применен для добычи нефти на месторождении Штефанов, а в 1969 году опробован на залежа^х Сюкодьнице и Гедонии. В ближайшие годы предполагается увеличить добычу нефти с помощью

‘впутрппластового горения. При этом планируется с помощью указанного метода получить 20—25% нефти От общей добычи в стране.