9.3 Газові методи збільшення нафтовилучення пластів

Газ, як робочий агент, застосовується в практиці розробки нафтових родовищ вже більше половини століття. Спочатку використовували головним чином вуглеводневий газ (супутній і газ газових родовищ). При цьому вирішувались завдання підтримання пластового тиску або інтенсифікації видобутку з допомогою компресорного газліфта.

9.3.1 Застосування сухого вуглеводневого газу

Використання сухого вуглеводневого газу (метану) для цілей підвищення нафтовіддачі практично не застосовується з двох причин: низького коефіцієнта витіснення ним нафти, внаслідок несприятливого співвідношення рухливостей і низького коефіцієнта охоплення процесом, а тому його застосування виглядало малоперспективним.

З 1950 р., коли Вортон і Кишняк запропонували принципово новий метод підвищення нафтовіддачі - витіснення нафти газом, що змішується з нею, газ стали розглядати як перспективний і досить ефективний агент для витіснення. Цей процес може реалізовуватись у трьох модифікаціях:

• витіснення нафти збагаченим газом;

• витіснення нафти зрідженим вуглеводневим газом;

• витіснення нафти газом високого тиску.

Загальною умовою вказаних модифікацій методу постає забезпечення в пласті умов повного взаємного змішування між нафтою і агентом, що її витісняє, тобто за відсутності сил міжфазного натягу між цими флюїдами.

9.3.2 Застосування збагаченого і зрідженого газу

Для пластів, що залягають порівняно неглибоко (біля 1500 м), з відносно важкими нафтами застосовують газ з досить високим (часом до 30 % об’ємних і більше) вмістом проміжних компонентів (звичайно пропан-бутанових фракцій). Під час нагнітання в пласт таким чином збагаченого газу процес утворення зони суміші нафти з газом відбувається завдяки переходу летючих компонентів з газу в нафту. Змішування флюїдів досягається вже при досить низьких тисках витіснення.

Термодинамічні умови змішування нафти конкретного родовища головним чином досліджуються і визначаються експериментальним шляхом. Проте на першому етапі проектування вказаного методу можливість і умови змішування нафти і газу можна розрахувати, використовуючи для цього кореляційні залежності Бінгама.

При використанні зріджених вуглеводневих газів, що складають у принципі основу перехідної зони в цих методах, в пласти нагнітають тільки облямівку цього агента. Під час використання облямівок зріджених газів термодинамічні умови в покладі повинні бути такими, щоб забезпечити їх рідкий стан.

9.3.3 Застосування газу високого тиску

Під час витіснення нафти сухим газом (практично одним метаном) високого тиску в умовах, що забезпечують взаємне змішування флюїдів у пласті, зона суміші утворюється за рахунок масопереносу проміжних (С₂ - С₄) компонентів з нафти, де вміст більший, в газову фазу. Це досягається в результаті проникнення сухого газу в зони пласта, що насичені нафтою. Просуваючись пластом і багатократно контактуючи з нафтою, газ настільки збагачується проміжними компонентами, що їх концентрація у ньому досягає рівноважної величини. В разі відповідності термогідродинамічних умов збагачений газ і пластова нафта утворюють суміш критичного складу, тобто повного взаємного змішування.

Царина застосування цього методу пов'язана головним чином з покладами легких (густиною до 0,85) нафт, що залягають на великих глибинах і пов'язані з слабопроникними колекторами, де можна створювати високі тиски, які необхідні для досягнення умов повного взаємного змішування нафти і газу.