Что такое Чередующаяся закачка нефти и воды (ЧЗНВ)

Чередующаяся закачка по многим показателям значительно эффективнее полимерного заводнения. При применении чередующейся закачки не только уменьшается, но вообще снимается острая проблема неэффективности разработки залежей высоковязкой нефти.
Чередующаяся закачка в пласт может быть осуществлена при различных вариантах технического оснащения системы трубопровод - хранилище.
Чередующаяся закачка по многим показателям значительно эффективнее полимерного заводнения. При применении чередующейся закачки не только уменьшается, но вообще снимается острая проблема неэффективности разработки залежей высоковязкой нефти.
Чередующаяся закачка в пласт может быть осуществлена при различных вариантах технического оснащения системы трубопровод - хранилище.
Циклы чередующейся закачки растворов с различной вязкостью повторяются, образуя непрерывный физико-химический циклический процесс вытеснения.
При чередующейся закачке возникает явление нестационарности, которое надо использовать для уменьшения неравномерности вытеснения нефти, отбора воды и увеличения нефтеотдачи пластов. В период закачки воды благодаря ее низкой вязкости производительность закачки во много раз превосходит дебит жидкости добывающих скважин.
После этапа чередующейся закачки газа и воды следует этап закачки воды, когда нефть вытесняет газ ранее созданной газовой оторочки.
Сразу после начала чередующейся закачки газа и воды по окружающим добывающим скважинам резко снижается дополнительный газовый фактор, но затем он постепенно возрастает, и тогда при достижении его вполне определенной, наперед заданной величины нагнетательные скважины переводят на закачку только воды. Все время закачки воды можно разделить на два последовательных периода: первый, когда между нефтью и закачиваемой водой находится газ и газ определяет коэффициент вытеснения нефти, а вода определяет коэффициент охвата пластов вытеснением, и второй, когда закачиваемая вода вступает в прямой контакт с нефтью и вода определяет все: коэффициент вытеснения, коэффициент охвата вытеснением и в целом коэффициент нефтеотдачи.
При опытных работах чередующуюся закачку в пласт воды и воздуха (после достижения стабильности сухого внутрипластового горения) следует начинать с продолжительности цикла в одну неделю со сроком продолжительности закачки воды в 1 3 цикла. Общая продолжительность указанных работ должна составлять около полугода с разделением примерно на три этапа. Оптимальным можно считать такой цикл чередующейся закачки воды и воздуха, при которое обеспечивается достижение проектных показателей по соотношению воды - воздух в среднем за цикл.
По этому варианту чередующуюся закачку воды и нефти в нагнетательные скважины-обводнительницы, от которых закачанная вода уже прорвалась в окружающие добывающие скважины, осуществляют уже в первый период разработки, до выключения обводненных добывающих скважин первой сетки и ввода в действие скважин второй сетки. Далее вариант 4 продолжен в виде вариантов 4.1, 4.2 и 4.3. Расчеты этих вариантов представлены в табл. 2.13. По табл. 2.13 видно, что варианты 4.2 и 4.3 по сравнению с вариантами 3.2 и 3.3.1 обеспечивают более высокую нефтеотдачу в 0 7820 / 0 7287 1 0731 раза и 0 8186 / 0 7217 1 1343 раза, а по сравнению с вариантом 1 в 0 7820 / 0 4699 1 6642 раза и 0 8126 / 0 4699 1 7293 раза.
Рассмотрим специальное заводнение - чередующаяся закачка воды и небольшой части добытой высоковязкой нефти.
Сущность технологии заключается в чередующейся закачке в промытые зоны пластов порций низкоконцентрированных растворов ПАА и глинистой суспензии. Флокулирующее действие полимера и адсорбция его на стенках пор приводит к осаждению глинистой суспензии с образованием устойчивой массы, снижающей проницаемость промытых зон пласта.

В течение второго этапа осуществляют чередующуюся закачку газа и воды; газ вытесняет нефть и определяет коэффициент вытеснения, а водяные перегородки резко повышают коэффициент охвата вытеснением. Волокнисто-дисперсная система воздействия реализуется путем последовательно чередующейся закачки в пласт через нагнетательные скважины оторочки (от 700 до 1 800 м3) водных суспензий древесной муки и глинопорошка. В результате воздействия компонентов оторочки в пласте образуется набухающая, стойкая к размыву водой система, способствующая повышению фильтрационного сопротивления высокопроницаемых зон. Это приводит к подключению в активную разработку ранее слабодренируемых и неохваченных воздействием зон пласта.
Опытные работы на Ильмовском месторождении по чередующейся закачке воды и нефти, добываемой из залежи бобриковского горизонта, проводятся с середины 1981 года. Физическая основа метода заключается в том, что в пласте создается последовательное чередование зон с высокой и низкой подвижностью флюида. В результате этого повышается фильтрационное сопротивление на высокопроницаемых участках и увеличивается охват заводнением пласта. Лабораторные исследования, выполненные под руководством Глумова И. Ф., показали возможность увеличения нефтеотдачи на 5 - 6 % по сравнению с обычным заводнением.
Однако за много прошедших лет дело до чередующейся закачки воды и нефти не дошло, потому что не удалось начальное и самое простое - обычное заводнение и поддержание пластового давления. Глубина залегания верхних нефтяных пластов относительно небольшая, до 1000 м, поэтому самыми обычными часто применяемыми насосами для нагнетания воды легко осуществляется гидроразрыв и часто проводимыми солянокислотными обработками легко нарушается герметичность нагнетательных, и закачиваемая вода поступает не в нефтяные пласты с высоковязкой нефтью, а в водяные пласты с маловязкой водой.
Сущность технологии применения кислотосодержащих составов заключается в чередующейся закачке в продуктивные пласты через нагнетательные скважины, в зависимости от геологического строения и состояния разработки, различных по составу и свойствам оторочек растворов и суспензий химреагентов и материалов. Подвижность оторочек способствует перемещению нефти в эти слои и интервалы из низкопроницаемых и не охваченных заводнением. Оторочками растворов и суспензий химреагентов являются: раствор высококонцентрированной глинокислоты; ПАВ солянокислотный раствор; раствор высококонцентрированной соляной кислоты; раствор высококонцентрированной глинокислоты с ПАВ и борной кислотой; глинистая суспензия в растворе КМЦ; глинистая суспензия в растворе ПАВ; торфяная суспензия в концентрированном растворе соляной кислоты; водный раствор ПАВ с лигносульфонатом; раствор высоко концентрированной соляной кислоты с лигносульфонатом и ПАВ; раствор ПАВ, эмультала, ГКЖ-11, органического растворителя и воды; глинистая суспензия КМЦ и ПАВ; раствор КМЦ, лигносульфоната и бихромата; раствор полиакриламида, лигносульфоната и бихромата.
Следующее усложнение состоит в том, что применяется чередующаяся закачка воды и некоторой (обычно небольшой) части добытой высоковязкой нефти; причем пока чередованием воды и нефти охвачена только зона нагнетательной скважины.
Таким образом, здесь было показано, что чередующаяся закачка воды и нефти может обладать большой эффективностью даже на поздней стадии разработки месторождения высоковязкой нефти.
Даны необходимые формулы для расчета эффективности последовательной, а также чередующейся закачки газа и воды в нефтяные пласты; даны достаточно простые и мобильные уравнения для расчета динамики технологических показателей столь сложного процесса, позволяющие проектировать промышленное применение этого процесса на нефтяных залежах.
Когда газ достигает поверхности, давление может быть уменьшено путем чередующейся закачки бурового раствора и выпуска газа. Этот метод известен как глушение с устья.
Для увеличения текущей добычи нефти и конечной нефтеотдачи пластов осуществляют чередующуюся закачку воды и небольшой части добытой высоковязкой нефти. Такую закачку производят в нагнетательных скважинах, от которых закачанная вода уже прорвалась в окружающие добывающие скважины. Благодаря закачке в нефтяные пласты поочередно с водой порций высоковязкой нефти резко уменьшается соотношение подвижностей вытесняющего агента, и увеличиваются дебиты нефти добывающих скважин и конечная нефтеотдача пластов.
Известен способ вытеснения нефти из нефтеводонасы-щенного пласта, заключающийся в чередующейся закачке в пласт оторочек щелочно-силикатного раствора и раствора, содержащего ионы поливалентных металлов.
Использование технологии основано на способности химреагентов активно, а при чередующейся закачке оторочек селективно воздействовать на прослои и интервалы пласта, на породообразующие минералы и насыщающие поровое пространство пород флюиды, образовывать вязкие и стойкие эмульсии, создавать разность электрических потенциалов между промытыми и непромытыми кислотосодержащими составами интервалами продуктивного пласта, увеличивать проницаемость низкопроницаемых прослоев пласта и другое.
Далее в рамках этих вариантов в соответствии с новой технологией применяется чередующаяся закачка водыи небольшой части добытой высоковязкой нефти. Расчеты вариантов представлены в табл. 2.12. По приведенным в табл. 2.12 результатам видно, что лучшим вариантом разработки рассматриваемого нефтяного месторождения является вариант 3.2.1. Нефтеотдача пластов по сравнению с вариантом 3.2 оказывается выше в 0 7287 / 0 5872 1 2410 1 24 раза, а по сравнению с вариантом 1 в 0 7287 / 0 4699 1 5508 1 55 раза.
При применении ПАА наиболее эффективной является технология, при которой производится чередующаяся закачка рас-гвора ПАА и кислоты порциями.
Влажное внутрипластовое горение, как правило, целесообразно осуществлять при последовательночередующейся закачке в пласт воздуха и воды, причем периоды закачки воздуха обычно продолжительнее периодов закачки воды.
Отмеченный эффект нестационарности или применения замкнуто-упругого режима фильтрации более полно реализуется при чередующейся закачке порций воды и небольших порций добытой высоковязкой нефти. При этом, кроме эффекта нестационарности, проявляет себя эффект повышения вязкости вытесняющего агента.
В более полной мере эффект нестационарности или эффект применения замкнуто-упругого режима реализуется при чередующейся закачке порций воды и небольших порций добытой высоковязкой нефти. При этом, кроме эффекта нестационарности проявляется эффект повышения вязкости вытесняющего агента.
Технология увеличения конечного коэффициента нефтеотдачи высокообводненных послойно-неоднородных пластов с применением волокнисто-дисперсной системы заключается в последовательно чередующейся закачке в пласт через нагнетательные скважины водных суспензий древесной муки и глины.
Технология повышения нефтеотдачи высокообводненных пластов с применением волокнисто-дисперсной системы (ВДС) заключается в последовательно чередующейся закачке в пласт через нагнетательные скважины водных суспензий древесной муки и глины. За счет сил физического взаимодействия между последними возникает структурированная система, способная заметно повышать фильтрационное сопротивление высокопроницаемых зон пласта. Это приводит к перераспределению фильтрационных потоков с подключением в активную разработку слабодренируемых низкопроницаемых пропластков и, таким образом, способствует повышению охвата пласта воздействием и, в конечном счете, приросту извлекаемых запасов нефти.
Технология увеличения конечного коэффициента нефтеотдачи высокообводненных послойно-неоднородных пластов с применением волокнисто-дисперсной системы заключается в последовательно чередующейся закачке в пласт через нагнетательные скважины водных суспензий древесной муки и глины.
Для поддержания пластового давления и увеличения коэффициента нефтеизв-лечения на Ильмовском месторождении создан опытный участок по чередующейся закачке воды и высоковязкой нефти.
Технология увеличения конечного коэффициента нефтеотдачи высокообводненных послойно-неоднородных пластов с применением волокнисто-дисперсной системы (ВДС) заключается в последовательночередующейся закачке в пласт через нагнетательные скважины водных суспензий древесной муки и глины. Древесная мука (ДМ), поступающая в высокопроницаемые прослои неоднородного пласта, благодаря наличию на своей поверхности тончайших волокнистых ответвлений - фибрилл, за счет сил физического взаимодействия закрепляется на стенках пор. Более мелкие частицы глины, при нагнетании их вслед, задерживаются фибриллами древесной муки, в результате чего образуется стойкая к размыву структурированная волокнисто-дисперсная система и уменьшается сечение промытых каналов породы пласта. С течением времени древесная мука и глина предельно набухают, усиливая закупоривающий эффект.
Основные методы воздействия на низкопроницаемые карбонатные коллекторы рассмотренных месторождений - закачка в истощенные пласты углеводородного газа, воды, комбинированная чередующаяся закачка воды и газа, комбинированная чередующаяся закачка пропана, газа и воды или углекислого газа, газа и воды.
В запроектированном способе, когда закачка порций высоковязкой нефти в нагнетательные скважины начинается после начала обводнения окружающих их добывающих скважин, чередующаяся закачкаувеличивает не только начальные извлекаемые запасы нефти, но и текущую добычу нефти.
Наиболее перспективными методами увеличения нефтеотдачи для объектов данной группы являются: нестационарное заводнение, полимерное заводнение (закачка ПДС), чередующаяся закачка нефти и воды, а также в меньших объемах - закачки сернокислого гудрона и тринатрий фосфата.
Закачка воды в нагнетательные скважины ведется вплоть до ее появления в окружающих добывающих скважинах, после чего нагнетательные скважины-обводнительницы переводятся на чередующуюся закачку воды и небольшой части добытой высоковязкой нефти.
Поэтому при использовании СО2 для увеличения нефтеотдачи пластов исключительно важно определить оптимальные размеры оторочек и соотношения воды и газа при их чередующейся закачке в конкретных геолого-физических условиях месторождений. Это возможно лишь на основе математической (адекватной процессу модели) достоверной информации о строении и состоянии насыщенности пласта и правильных экономических критериев.
Более сложное регулирование бывает при запроектированных более сложных нестационарных вариантах разработки - при циклическом воздействии, перемене направления фильтрационных потоков, причередующейся закачке различных агентов.
Основные методы воздействия на низкопроницаемые карбонатные коллекторы рассмотренных месторождений - закачка в истощенные пласты углеводородного газа, воды, комбинированная чередующаяся закачка воды и газа, комбинированная чередующаяся закачка пропана, газа и воды или углекислого газа, газа и воды.
Ради увеличения текущей добычи нефти и конечной нефтеотдачи пластов кроме превращения обводненных добывающих скважин первой сетки в нагнетательные и избирательного бурения с избирательной перфорацией скважин второй сетки еще осуществляют чередующуюся закачку воды и небольшой части добытой высоковязкой нефти. Такую закачку производят в нагнетательные скважины-обводнитель-ницы, от которых закачанная вода уже прорвалась в окружающие добывающие скважины. Благодаря закачке в нефтяные пласты поочередно с водой порций высоковязкой нефти резко уменьшается соотношение подвижностей вытесняющего агента и вытесняемой нефти, соответственно резко уменьшается холостая прокачка агента и, при неизменной производительности глубинных насосов, увеличиваются дебиты нефти добывающих скважин и конечная нефтеотдача пластов.
На основе опыта использования третичных МУН доказано, что в условиях Татарстана наиболее эффективными и экологически безопасными являются такие, как полимерное заводнение, закачка эфиров целлюлозы и полимерно-дисперсных систем, а также чередующаяся закачка нефти и воды. Кроме того, в широких масштабах используется алкилированная серная кислота (АСК), являющаяся отходом нефтепереработки. Тепловые методы для залежей высоковязких нефтей перспективны при условии решения ряда технических и экологических проблем. Они более перспективны для залежей природных битумов.

Повторяем: дебит жидкости добывающей скважины ограничен максимальной производительностью глубинного насоса; дебит жидкости меньше потенциально возможной величины, поэтому фактическая разность забойных давлений меньше начальной максимальной разности ДА, ЛР0; но благодаря чередующейся закачке воды и нефти уменьшился холостой проскок воды, уменьшилась доля воды в дебите жидкости и увеличилась доля нефти, а при неизменном дебите жидкости соответственно увеличился дебит нефти.
Исходя из разработанных критериев применимости различных МУН, анализа геологического строения возможных объектов применения, технологической эффективности и экологической безопасности, в качестве наиболее перспективных рекомендованы: полимерное заводнение, закачка (ПДС), чередующаяся закачка нефти и воды (увеличение темпов разработки в 2 5 раза и нефтеотдачи на 18 пунктов), а также в меньших объемах закачки сернокислого гудрона и тринатрийфосфата. Причем эти методы, кроме двух последних, достаточно эффективны при доотмыве остаточной нефти из заводненных пластов.
К первому плану книги еще относятся: применение адаптивной системы разработки нефтяных месторождений, позволяющей без промедления вводить месторождения в эксплуатацию и сочетать промышленную разработку с доразведкой нефтяных пластов; и применение при разработке месторождений высоковязкой нефти чередующейся закачки воды и небольшой части добытой высоковязкой нефти, что резко увеличивает коэффициент охвата пластов заводнением и их нефтеотдачу.