- •Лекция 1.
- •Основы технологических расчетов и разработка нефтяных месторождений
- •Подготовка исходных данных для технологических расчетов
- •Лекция 2.
- •Проявление упругого режима
- •С применением законтурного заводнения:
- •Л.3. Разработка месторождений при режимах растворенного газа и газонапорном
- •Лекция 4.
- •1. Основные показатели разработки
- •Лекция 5 Основы теории непоршневого вытеснения нефти водой
- •От безразмерной координаты ζ (в)
- •Лекция 6. Разработка трещиновато-пористых пластов при вытеснении нефти водой
- •Опыт и проблемы разработки месторождений с применением заводнения
- •С несколькими пропластками:
- •1, 2 И 4 - соответственно пропластки а, б и в; 3 - линза в проиластке;
- •3, 4 И 5 - линзы; 6 - условный контур нефтеносности
- •Разрабатываемого при трехрядной схеме расположения скважин:
- •Лекция 9. Методика ТатНипи
- •Расчет технологических показателей разработки Расчет показателей разработки
- •Расчет конечной характеристики использования запасов нефти
- •Расчет динамики дебитов нефти и воды
- •Лекция 10. Новые методы увеличения нефтеотдачи пластов
- •Классификация методов увеличения нефтеотдачи пластов
- •Классификация и назначение методов повышения нефтеотдачи пластов
- •Причины образования остаточной нефти и пути её извлечения
- •Потенциальные возможности и критические факторы методов увеличения нефтеотдачи пластов
- •Направления и фазы развития методов увеличения нефтеотдачи пластов
- •Условия успешного применения методов. Принципы внедрения методов на конкретных месторождениях
- •Критерии применимости методов увеличения нефтеотдачи пластов
- •Методы увеличения нефтеотдачи пластов в зависимости от геолого-физических условий
- •Основные критерии для применения физико-химических агентов, увеличивающих нефтеотдачу пластов
- •Основные критерии для применения тепловых методов увеличения нефтеотдачи пластов
- •Дополнительные критерии применимости методов увеличения нефтеотдачи пластов
- •4. Нагнетание водорастворимых пав.
- •6. Вытеснение нефти горением.
- •7. Вытеснение нефти паром.
- •Эффективность методов увеличения нефтеотдачи пластов
- •Оценка технологического эффекта на поздней стадии разработки
- •Увеличения нефтеотдачи.
- •Водонефтяного фактораlg w от логарифма накопленной добычи воды lg Qв
- •Водонефтяного фактора lg w от накопленной добычи нефти Qн
- •В потоке lg nн от логарифма накопленной добычи жидкости lg Qж
- •Текущей добычи нефти q от времени t
- •Оценка технологического эффекта при применении методов увеличения нефтеотдачи пластов с начала разработки
- •Оценка экономического эффекта
- •От времени применения новых методов t.
- •2 И 2', 3 и 3', 4 и 4' - добыча нефти и себестоимость при новых методах разработки, внедряемых на разных стадиях; заштрихованные области - эффект от новых методов в добыче нефти
- •Лекция 12. Физико-химические методы увеличения нефтеотдачи заводненных пластов
- •Вытеснение нефти двуокисью углерода
- •Лекция 13. Мицеллярно-полимерное заводнение
- •Лекция 13
- •Заводнение с водорастворимыми неионогенными пав
- •Адсорбция неионогенных пав (типа оп-10) из водных растворов в нефтяных пластах
- •Удельные показатели применения водорастворимых пав для вытеснения нефти
- •Полимерное заводнение.
- •Раствора паа fр в зависимости от насыщенности s.
- •Щелочное заводнение
- •Нефть-0,1 %-ный раствор NaOh от содержания водной фазы.
- •От концентрации NaOh.
- •Влияние глинистости пород на эффективность вытеснения нефти
- •Тепловые методы извлечения высоковязких нефтей
- •Внутрипластовое горение
- •Геолого-физические условия проведения внутрипластового горения на наиболее показательных объектах сша и Венесуэлы
- •Технологические результаты испытания внутрипластового горения
- •Вытеснение нефти паром
- •Циклическое нагнетание пара
- •Лекция 15.
- •При прямоточном внутрипластовом горении
- •Парогазоциклическое воздействие на призабойную зону скважины.
- •Процесс парогазового воздействия
- •Распределение мировых запасов тяжелых нефтей и природных битумов
- •Наиболее упрощенная классификация тяжелых нефтей и природных битумов
- •Классификация растворимых в хлороформе природных битумов
- •Классификация нефтей
- •Классификация нафтидов
- •Классификация нафтидов по величине коксуемости
- •Физико-химические свойства угленосной Куакбашской нефти
- •Обзор применяемых опытно-промышленных работ и методов разработки ввн и пб на месторождениях страны и за рубежом
Лекция 15.
Внутрипластовое горение.
При ВГ тепло образуется непосредственно в пласте за счет сжигания части пластовой нефти при фильтрации окислителя. Метод заключается в инициировании горения нефти в призабойной зоне зажигательной скважины специальными источниками тепла при одновременном нагнетании окислителя (воздуха) и последующем перемещении фронта горения по пласту к добывающим скважинам. После образования устойчивого очага горения в пласт нагнетают окислитель или смесь окислителя и воды. При этом часть пластовой нефти (10 -15 %) сгорает, и выделяющиеся в результате реакции газы горения, пар и другие компоненты эффективно вытесняют нефть из пласта.
Различают два основных варианта внутрипластового горения - прямоточный и противоточный. Направление перемещения фронта горения в нефтяном пласте зависит от места возникновения очага горения и направления подачи окислителя. Если температура призабойной зоны вокруг нагнетательной скважины поднята до необходимого уровня, горение инициируется именно в этой области и его фронт перемещается в направлении вытеснения нефти - от нагнетательной к добывающим скважинам. В этом случае процесс называют прямоточным горением.
Если же повышают температуру призабойной зоны добывающей скважины и очаг горения возникает в ее окрестности, то фронт горения распространяется к нагнетательной скважине, т.е. в направлении, противоположном направлению вытеснения нефти. Такой процесс называется противоточным горением.
При внутрипластовом горении действует широкий комплекс механизмов извлечения нефти, вытеснение ее газообразными продуктами горения, водой, паром; дистилляция легких фракций нефти; разжижение нефти под действием высокой температуры и углекислого газа. Таким образом, одновременно используются почти все известные методы воздействия на нефтяной пласт. Образованные за счет дистилляции легкие фракции нефти переносятся в область впереди теплового фронта и, смешиваясь с исходной нефтью, играют роль оторочки растворителя.
В связи с тем, что тепловая энергия образуется непосредственно в пласте, исключаются тепловые потери по стволу скважин, которые имеют место при закачке теплоносителей. Кроме этого при внутрипластовом горении зона внутрипластового генерирования тепла перемещается в направлении к добывающим скважинам, поэтому снижаются тепловые потери в окружающие породы через кровлю и подошву пласта.
Сухое прямоточное горение
Лабораторные опыты по внутрипластовому горению показывают, что в пласте существуют несколько, резко отличающихся друг от друга переходных зон. При сухом прямоточном горении в пласте можно выделить пять характерных зон, нумерацию которых удобно приводить в направлении движения фронта горения.
Схема распределения характерных зон и температуры
При прямоточном внутрипластовом горении
Зона 1. В этой области пласта фронт горения уже прошел, она состоит практически из сухой породы без нефти. В порах фильтруется окислитель. Температура в ней достаточно высокая, плавно увеличивается в направлении вытеснения. По мере фильтрации по этой зоне происходит нагревание закачиваемого окислителя за счет контакта с нагретым коллектором.
Зона 2 - это зона горения. В ней происходят высокотемпературные окислительные процессы, т.е. горение остаточного коксоподобного топлива. Температура в этой зоне достигает своего максимального значения, равного температуре горения, которая обычно составляет 350 – 6000 С. В результате реакции горения образуется углекислый газ, двуокись углерода и вода.
Зона 3 представляет собой зону образования остаточного топлива. В ней под действием высокой температуры происходит крекинг и пиролиз фракций нефти, которые не были вытеснены к этому времени, с образованием жидких и газообразных продуктов с последующим растворением в нефти впереди фронта горения. Из тяжелых остатков, в результате сложных термохимических реакций образуется коксоподобное вещество, которое служит топливом для поддержания процесса внутрипластового горения, а газообразные и жидкие углеводороды потоком газов горения и пара, образованного из реакционной воды, вытесняются в направлении фильтрации.
В зоне 4 происходит испарение воды, содержащейся в пласте в свободном и в связанном состоянии, а также разгонка легких фракций нефти, которые вытесняются в зону 5 горячей воды. В начале зоны горячей воды происходит конденсация паров воды и углеводородных газов, образованных в зоне 4.
При сухом горении ввиду малой теплоемкости закачиваемого окислителя, основная доля выделившегося тепла остается позади фронта горения и не участвует в процессе вытеснения нефти. Впереди фронта горения температура пласта довольно резко снижается вплоть до пластовой температуры, так как переброшенное потоками газа тепло расходуется на нагревание породы и содержащейся нефти. А позади фронта, наоборот, из-за рассеивания тепла в окружающий пласт породы наблюдается плавное её снижение. Поэтому размер прогретой области впереди фронта существенно меньше, чем позади фронта.
Для повышения эффективности процесса необходимо увеличить переброску тепла из зоны горения в зоны вытеснения. Этого можно добиться за счет повышения теплоемкости закачиваемого агента.
Влажное внутрипластовое горение
Процесс влажного внутрипластового горения (ВВГ) заключается в том, что в пласт вместе с окислителем закачивается в определенном соотношении вода, которая позволяет увеличить конвективный перенос тепла через фронт горения.
За счет переброшенного тепла впереди фронта горения образуется обширная область пласта, охваченная тепловым воздействием.
Сверхвлажное горение
Диапазон изменения соотношения закачиваемый в пласт объемов воды и воздуха колеблется примерно в пределах от I до 5 м3 воды на 1000 м воздуха. При увеличении водо-воздушного соотношения в закачиваемой смеси воды и воздуха тепловая энергия, выделяемая при горении остаточного топлива в пласте, становится недостаточной для испарения всей массы закачиваемой воды. Зоны пара 2 (позади фронта горения) и горения 3 все больше и больше сужаются и, наконец, исчезают полностью. Процесс высокотемпературного окисления (горения) переходит в процесс низкотемпературного окисления остаточного топлива. Лабораторные опыты показывают, что при определенных условиях возможно поддержание этого процесса и перемещение зоны повышенной температуры, близкой к температуре испарения воды. Такой процесс получил название сверхвлажного горения.
Этому процессу характерно следующее: во всей области теплового воздействия в фильтрующемся потоке жидкости присутствует вода; экзотермические реакции, необходимые для поддержания процесса, протекают в прогретой зоне; окислительные реакции происходят в низкотемпературном режиме; полное вытеснение нефти после теплового фронта не достигается.
Противоточное горение
Если инициирование горения произвести в призабойной зоне добывающей скважины, а закачку воздуха - в нагнетательную скважину, то фронт горения распространится к нагнетательной скважине, т.е. навстречу потоку воздуха. Такой процесс называется противоточным горением
Метод противоточного внутрипластового горения не получил широкого распространения. Он применяется только при разработке неглубокозалегающих битумных месторождений, где при пластовой температуре битумная нефть неподвижна.