Геологическое обоснование методов повышения коэффициента извлечения нефти
Методы повышения коэффициента извлечения нефти применяются на залежах с высоковязкой нефтью. К их числу относятся термохимические методы (создание очага горения в пласте, закачка горячей воды или пара), закачка углекислоты и поверхностно-активных веществ, закачка водогазовой смеси, пен, воды повышенной вязкости и др. Подавляющее большинство этих методов направлено на снижение соотношения между вязкостью высоковязкой нефти и вязкостью пластовой воды.
Термохимические методы применяются, для залежей с вязкой нефтью, залегающих на сравнительно небольшой глубине — до 1000—1500 м. Обычно их используют для пластов, уже находившихся в разработке под влиянием естественного малоактивного режима, обеспечивающего низкий коэффициент извлечения нефти. Термохимические методы дают возможность повысить его с 0,1—0,15 до 0,3—0,4 и более.
Термохимическое воздействие на пласт и призабойную зону скважин осуществляется следующими методами:
1) закачкой в пласт горячих агентов (пара и воды);
2) созданием внутрипластового движущегося очага горения (ВДОГ).
При закачке в пласт горячей воды или пара прогревается призабойная зона и очищаются от парафина и других отложений отверстия фильтра скважин и поровые каналы в призабойной зоне. Кроме того, уменьшается вязкость нефти. Пар или воду для этих целей закачивают периодически. Обычно закачка проводится в течение 10—14 сут в остановленную добывающую скважину. Затем скважину закрывают на двое-трое суток, чтобы тепло распространилось как можно дальше от ствола скважины в глубь пласта, после чего возобновляют ее эксплуатацию. Прогрев паром призабойной зоны увеличивает дебит скважины в несколько раз.
По мере остывания прогретой зоны пласта и повторного отложения в процессе эксплуатации парафино-смолистых веществ дебит скважины постепенно уменьшается, поэтому паротепловая обработка периодически повторяется.
Для извлечения из пласта вязких нефтей применяется закачка пара в пласт через нагнетательные скважины. Этот метод с успехом испытан на Северном Сахалине, в Краснодарском крае и в других районах. Опытно-промышленные работы показали, что закачка пара дала возможность повысить коэффициент извлечения с 0,12 до 0,3—0,4. Нагнетание пара для вытеснения нефти из пласта может применяться при существующих парогенераторах для пластов, залегающих на глубине не более 700—1000 м.
Тепло для воздействия на пласт при методе извлечения нефти путем создания внутрипластового движущегося очага горения образуется за счет сжигания части пластовой нефти. На горение расходуется около 10—15 % нефти, первоначально содержащейся в пласте. Обычно сгорают наиболее тяжелые, менее ценные компоненты нефти.
Горение начинается в пласте при температуре 90—150 °С. До этой температуры призабойная зона пласта нагревается электрическим, или газовоздушным нагревателем. После начала горения температура быстро возрастает и после достижения 300— 500 °С нагреватели выключаются. Для поддержания очага горения необходимо непрерывное нагнетание воздуха или другого кислородсодержащего агента.
Фронт горения постепенно перемещается от нагнетательной скважины к добывающей.
По опытным данным внутрипластовый движущийся очаг горения позволяет существенно повысить коэффициент извлечения нефти. Высокая эффективность процесса объясняется комплексным воздействием на пласт теплового и динамического факторов: влияния испарения легких фракций нефти и воздействия пара, образованного из пластовой воды и воды, полученной в результате горения.
Закачка углекислоты — как показали результаты .лабораторных исследований, вязкость нефти при закачке углекислоты может снизиться в 10 раз. Добавка углекислоты в нагнетательную скважину на небольшом месторождении Вашингтон (США, штат Оклахома) увеличила ее приемистость в 8 раз, а текущую нефтеотдачу — на 30 % по сравнению с этими показателями при применении методов обычного заводнения.
Закачка поверхностно-активных веществ (ПАВ) — сущность метода заключается в снижении этими веществами поверхностного натяжения на границе нефть — вода, вода — порода, что способствует повышению скорости вытеснения и увеличению коэффициента вытеснения. У нас в стране работы по промышленному применению ПАВ проводятся на ряде месторождений высоковязкой нефти.
Закачка водогазовой смеси, пен и воды повышенной вязкости направлена на снижение фазовой проницаемости для воды в высокообводненных зонах и про-пластках, в которых произошел прорыв нагнетаемой воды. Тем
самым повышается коэффициент вытеснения. Последний может быть повышен, .если увеличить вязкость нагнетаемой воды путем добавления в нее гелей, действующих как загустители.