2.18 Методы повышения нефтеотдачи пластов

В связи с внедрением в практику разработки нефтяных месторожде­ний метода заводнения проблема выбора оптимальных темпов разработки место­рождений (процента годового отбора от извлекаемых запасов) стала акту­альной, но осталась трудно разрешимой [2,3,4,5,6,7,30,31,32,34].

2.21.1 Классификация современных методов увеличения нефтеотдачи пластов

Существующие методы увеличения нефтеотдачи пластов условно разделяют на пять групп.

Тепловые методы:

- паротепловое воздействие;

- внутрипластовое горение;

- вытеснение нефти горячей водой;

- пароциклическая обработка скважин.

Газовые методы:

- воздействие на пласт углеводородными газами (в т.ч. ШФЛУ);

- воздействие на пласт двуокисью углерода;

- воздействие на пласт азотом, дымовыми газами и др.

Химические методы:

- вытеснение нефти водными растворами ПАВ (включая пенные системы);

- вытеснение нефти водными растворами полимеров и другими загущающими агентами (метилцеллюлоза, ПДС и т.д.);

- вытеснение нефти щелочными растворами;

- вытеснение нефти кислотой;

- вытеснение нефти химическими компонентами (мицеллярными растворами и т.д.);

- системное воздействие на прискважинную зону пластов;

- микробиологическое воздействие.

Физические методы:

- электромагнитное воздействие;

- волновое воздействие;

- гидроразрыв пласта;

- горизонтальные скважины.

Гидродинамические методы:

- вовлечение в разработку недренируемых запасов;

- барьерное заводнение на газонефтяных залежах;

- нестационарное (циклическое) заводнение;

- ступенчато – термальное заводнение.

2.18.1 Гидродинамические методы повышения нефтеотдачи

Нестационарное заводнение объектов разработки. Полнота охвата пласта заводнением и его нефтеотдача резко снижаются при повышенной геологической неоднородности объектов разработки. В сильно неоднородных коллекторах закачиваемая вода прорывается к добывающим скважинам по высокопроницаемым слоям (прослоям) и зонам, оставляя не вытесненной нефть в малопроницаемых прослоях, зонах, участках, осо­бенно у линий замещения при наличии глинизации коллекторов. Этот отрицательный эффект более ярко выражается при вытеснении высоковязких нефтей водой.

Дополнительный охват заводнением не вовлеченных в разработку нефтенасыщенных объемов способствует повышению нефтеотдачи и уменьшению объемов попутно добываемой воды. Таким методом, приме­няемым в рамках обычно используемых систем разработки нефтяных ме­сторождений с заводнением, стал метод нестационарного заводнения. На­чало внедрения его относится к 60-м годам прошлого столетия. Метод пре­дусматривает попеременное изменение режима нагнетания воды в пласт по группам нагнетательных скважин с целью создания в нем периодических нестационарных перепадов давления между высоко- и низкопроницаемы­ми частями коллектора, что в конечном итоге увеличивает коэффициент охвата выработкой.

При правильном обосновании технологии процесса в вариантах циклики и метода изменения направления фильтрационных потоков можно обеспечить до 10 % повышения нефтеотдачи, по отношению к обычному (стационарному) заводнению, и прирост добычи нефти до 15 – 20 %. Причем метод можно использовать как на ранней, так и на поздней стадиях разработки месторождения, при разных формах сеток до­бывающих и различном размещении нагнетательных скважин.

Физический смысл метода был сформулирован в авторском свиде­тельстве на способ, «...предусматривающий увеличение упругого запаса пластовой системы путем периодического повышения и снижения давле­ния нагнетания воды. Это является предпосылкой для возникновения внутри пласта нестационарных перепадов давления и соответствующих нестационарных перетоков жидкости между слоями (участками) разной проницаемости. При этом в полуцикл повышения давления нагнетания во­да из слоев с большей проницаемостью внедряется в малопроницаемые слои, а в полуцикл снижения давления нефть из малопроницаемых просло­ев перемещается в высокопроницаемую часть коллектора» [39,42].

Исследования показали, что степень удержания малопроницаемыми слоями внедрившейся в них воды зависит от продолжительности полуцик­ла снижения давления нагнетания, а полуциклы следует со временем увели­чивать. В пластах с высоким начальным содержанием остаточной воды ка­пиллярное перераспределение жидкостей, насыщающих неоднородный коллектор, происходит интенсивнее. При этом темп извлечения нефти с увеличени­ем вязкости снижается незначительно.

Технологическая реализация циклического заводнения заключается в периодическом отключении нагнетательных скважин в рядах (через одну) и сменой их роли через расчетное время (15-30 суток).

Промысловые испытания метода, впервые внедренного на Трехозерном месторождении, привели в последующем практически к повсеместно­му внедрению его на месторождениях Западной Сибири. Много лет он в вариантах периодического отключения групп нагнетательных скважин (по три-четыре) проводится на крупном Мамонтовском месторождении (соче­тание циклики с методом смены направления фильтрационных потоков). В настоящее время продолжается промышленный эксперимент на Ермаковском месторождении.

Следует отметить, что внедрение циклики возможно в условиях, ко­гда приемистость нагнетательных скважин обеспечивает безопасный про­цесс в зимних условиях на месторождениях Западной Сибири: если прие­мистость ниже 200 м³/сут, процесс может в зимнее время привести к размерзанию водоводов. Реально на таких объектах разработки проведение циклического заводнения возможно только в летний сезон.

При составлении программ проведения циклического заводнения ис­ходят из того, что средний уровень закачивания воды в период циклического заводнения должен быть равен среднему уровню закачивания в период обыч­ного заводнения (для поддержания пластового текущего давления в пласте на уровне первоначального).

Во ВНИИ в начале 70-х годов бы­ла создана математическая модель процесса (О.Э. Цынковой), были исследованы влияния различных факторов на эффективность технологии, которые расширили представление о циклических процессах заводнения.