vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Одним и главных преимуществ ПГДП перед другими технологиями является возможность применения при широком диапазоне изменений толщин пластов, так как расстояние между парой скважин по вертикали составляет в основном 5-10 м.

Горизонтальные скважины бурятся рядами, расстояние между ними по горизонтали в большинстве коммерческих проектов варьирует от 70 до 110 м и в среднем составляет 90 м, а длина горизонтальных скважин изменяется от нескольких сотен до 1 500 м.

Использование длинных горизонтальных скважин и плотных сеток скважин позволяет добывать значительные объёмы нефти и обеспечить высокие коэффициенты извлечения нефти (от 0,5 до 0,75).

Рис. 5.4. Технология термогравитационного дренирования пласта

Эта технология прошла несколько промысловых испытаний и на сегодняшний день широко используется для добычи высоковязких нефтей и природных битумов на месторождениях Канады, Китая, Венесуэлы и России.

5.2.4. Газовые методы

Как известно, газы при определённых значениях давления и температуры в той или иной степени растворяются в жидкостях. При этом плотность и вязкость жидкостей, как правило, уменьшаются, а объём – увеличивается. По мере насыщения жидкости газом поверхностное натяжение на границе этих сред будет уменьшаться. Если происходят неравновесные процессы, то малое количество жидкости будет растворяться в большом объёме газа (явление испарения) и наоборот. Все эти известные явления заслуживают внимания при разработке методов и технологий увеличения нефтеотдачи пластов.

132

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

В качестве рабочих агентов для увеличения нефтеотдачи пластов с применением газовых методов могут быть, в первую очередь, использованы:

-углеводородные газы;

-углекислый газ;

-азот и дымовые газы.

Углеводородные газы могут быть применены, по крайней мере, при осуществлении следующих четырёх технологий:

1)создание циркуляции газа через истощённый пласт;

2)вытеснение нефти сухим газом;

3)вытеснение нефти жирным газом;

4)вытеснение нефти сжиженным газом.

Истощённый пласт содержит остаточную нефть, которая находится в виде плёнки на зёрнах породы и в зонах с низкой проницаемостью (в капиллярах малого размера и субкапиллярах). Если создать циркуляцию газа по пласту, то будет происходить испарение пластовой нефти, т.е. газ будет обогащаться более тяжёлыми углеводородами. Чем выше давление циркулирующего газа, тем больше газа будет растворяться в нефти. Вязкость нефти будет уменьшаться, а объём увеличиваться. Поэтому какое-то количество нефти приобретёт подвижность и снова примет участие в фильтрации по пласту в направлении добывающих скважин. Осуществление технологии экономически возможно, если имеется в избытке дешёвый углеводородный газ, который закачивается в скважины под большим давлением, поэтому нужны компрессоры большой мощности.

Вытеснение нефти сухим газом следует осуществлять при давлении поступающего в пласт газа более 20 МПа. Сухим принято считать газ, содержание тяжёлых углеводородов в 1 м3 которого не превышает 10 см3. Газ, контактируя с нефтью, растворяется в ней и обогащается более тяжёлыми углеводородами. Постепенно между сухим газом и пластовой нефтью создаётся оторочка (вал), состоящая из смеси газа и нефти. Этот вал эффективнее вытесняет пластовую нефть, а закачиваемый газ будет эффективнее вытеснять создавшийся вал из промежуточных углеводородов. Технология применима, в первую очередь, для глубоких скважин, поскольку в пласте требуется создавать высокое давление.

Вытеснение нефти жирным газом требует существенно меньших давлений закачки. Жирным принято считать углеводородный газ, в 1 м3 которого содержится от 30 до 90 см3 конденсата. Процессы взаиморастворения в пласте при применении жирного газа идут значительно интенсивнее по сравнению с применением сухого газа, поэтому переходная зона (оторочка) между пластовой нефтью и н агнетаемым жирным газом будет стремиться к приобретению

133

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

свойства полной смешиваемости как на границе оторочка — вытесняемая нефть, так и на границе жирный газ — вытесняемая оторочка (переходная зо-

на). На этих границах поверхностное натяжение будет резко снижаться, капиллярные силы будут слабее противостоять процессу вытеснения нефти, коэффициенты отмыва и вытеснения её возрастут, нефтеотдача увеличится.

При вытеснении нефти сжиженным газом вполне реально достигнуть эффекта полной смешиваемости сжиженного газа с вытесняемой нефтью при сравнительно небольших давлениях. Поверхностное натяжение на границе сжиженный газ – вытесняемая нефть будет стремиться к нулю, противодействие капиллярных сил практически исчезает.

Считается, что из сравнительно однородного пласта сжиженный газ может вытеснить более 90% нефти. В целях экономии дорогостоящего рабочего агента вытеснять нефть рекомендуется оторочкой сжиженного газа. Оторочку сжиженного газа следует проталкивать сухим газом. Чтобы увеличить охват пласта процессом вытеснения, сухой газ рекомендуется проталкивать водой.

Технологии с использованием углеводородных газов рекомендуется применять для сравнительно однородных пластов, насыщенных маловязкой лёгкой нефтью. В продуктивных пластах не должно быть пропластков с проницаемостью кратно выше остальной толщи.

Углекислый газ (угольный ангидрид, двуокись углерода, СО2) при нормальных условиях имеет плотность около 2 кг/м3. В зависимости от условий может находиться в твёрдом, жидком и газообразном состоянии: при температуре менее 31°С и давлении более 7,5 МПа находится в жидком состоянии, при температуре выше 31°С – в газообразном состоянии.

Двуокись углерода считается одним из самых эффективных агентов для повышения нефтеотдачи. Углекислый газ очень хорошо растворяется в нефти, при этом её объём существенно увеличивается, вязкость и поверхностное натяжение могут уменьшаться кратно. Растворимость углекислого газа в нефтях является функцией давления, температуры, молекулярной массы и состава нефти. Двуокись углерода активно химически взаимодействует с породой пласта, увеличивая её проницаемость, что также ведёт к увеличению нефтеотдачи.

Возможны следующие технологии использования двуокиси углерода с целью увеличения нефтеотдачи:

-вытеснение нефти газообразной двуокисью углерода;

-вытеснение нефти оторочкой жидкой двуокиси углерода;

-вытеснение нефти карбонизированной водой.

134

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Выбор той или иной технологии закачки двуокиси углерода зависит от условий нахождения нефти в пласте, от геологических условий его залегания, от результатов технико-экономических расчётов. Поскольку углекислый газ дешевле метана (СО2 не представляет ценности как топливо) и углекислый газ как вытесняющий агент значительно эффективнее метана, то, естественно, лучше использовать первую технологию, т. е. вытеснять нефть газообразной двуокисью углерода.

Вцелях экономии, повышения коэффициентов охвата пласта и вытеснения нефти желательно создать в пласте оторочку углекислого газа и проталкивать её водой.

Закачка в пласт карбонизированной воды (массовая доля растворённого углекислого газа в воде может доходить до 6 %) является, вероятно, наиболее простой технологией, поскольку углекислый газ хорошо растворяется в воде.

Водный раствор двуокиси углерода часто называют угольной кислотой. Она усиливает химическую коррозию оборудования, поэтому надо пакеровать

вскважине затрубное пространство вблизи нижнего окончания колонны насос- но-компрессорных труб. Также следует предпринимать меры по защите от коррозии труб (поверхностные, скважинные) и всё оборудование, которое контактирует с двуокисью углерода.

Дымовые газы – это отходы при производстве аммиака, этанола, удобрений, цемента, тепловой электроэнергии и многого другого. Основа дымовых газов – это азот (азот является также основой атмосферного воздуха). Двуокиси углерода в дымовых газах может содержаться до 15%. Дымовые газы меньше коррозируют оборудование в сравнении с водными растворами двуокиси углерода. Дымовые газы загрязняют окружающую среду, поэтому их использование для увеличения нефтеотдачи благоприятно с точки зрения охраны окружающей среды.

Известно, что сжимаемость азота примерно в три раза меньше сжимаемости углекислого газа и в полтора раза меньше сжимаемости метана. Это даёт существенную экономию на компримировании (сжатии) азота.

Вединице объёма лёгкой нефти может растворяться около 40 объёмов азота, в тяжёлых нефтях – около 20 объёмов азота. При давлении выше 35 МПа можно достичь смешиваемости (взаиморастворения) азота с лёгкими нефтями. Для достижения смешиваемости азота с тяжёлыми нефтями давление должно быть существенно выше. Такие свойства говорят о том, что дымовые газы следует применять в глубокозалегающих залежах.

Считается, что воздух и дымовые газы были первыми из газов, которые применили для увеличения нефтеотдачи пластов.

135