Методы повышения нефтеотдачи пластов.

Закачку газа в повышенные части пласта проводят для поддержания газонапорного режима или перевода режима растворенного газа также на газонапорный режим. В качестве рабочего агента применяют нефтяной или природный газ.

Наиболее благоприятными условиями для поддержания пластового давления закачкой газа являются крутые углы падения продуктивных пластов, которые представлены литологически однородными с хорошей проницаемостью породами, насыщенными маловязкими нефтями. В противном случае возможны быстрые прорывы газа к нефтяным скважинам и оставление невытесненной капиллярно удерживаемой нефти в низкопроницаемых участках пласта.

В качестве нагнетательных скважин выбирают бывшие нефтяные скважины, пробуренные в высокопроницаемой части залежи, или бурят специальные скважины. Нагнетание газа или воздуха в пласт проводят при давлениях выше пластового на 10—20 %. Поэтому требуется строительство мощных компрессорных станций с компрессорами, рассчитанными на высокое давление с большой производительностью. Сооружение таких компрессорных станций сопряжено с большими капитальными вложениями. Поэтому обычно ограничиваются поддержанием пластового давления сравнительно не глубокозалегающих пластов после значительного падения пластового давления, т. е. закачку газа проводят на более поздней стадии разработки залежи.

Приведенный к пластовым условиям общий объем закачанного газа должен быть равным общему объему отобранной из пласта жидкости. Суточный расход нагнетаемого газа или воздуха определяется опытным путем исходя из газоприемистости нагнетательных скважин. Нормальной считается приемистость нагнетательных скважин 10 — 25 тыс. м³ газа в сутки.

В настоящее время редко проводят закачку газа, что связано с дороговизной процесса и дефицитностью самого газа.

Увеличения нефтеотдачи пластов можно достигнуть путем создания в них искусственных благоприятных физико-химических условий, обеспечивающих наиболее эффективный процесс вытеснения нефти из коллектора.

В настоящее время существует много различных методов повышения отборов извлекаемых запасов нефти, которые в основном направлены на улучшение моющих и нефтевытесняющих свойств воды, уменьшение вязкости нефти в пластовых условиях и предупреждение снижения проницаемости коллекторов в результате закупоривания порового пространства осадками химического взаимодействия жидкостей и пород пласта, а также выпадения высокомолекулярных компонентов нефти в связи с изменением термодинамического равновесия в пласте.

Добавка поверхностно-активных веществ (ПАВ) в закачиваемую воду в небольших концентрациях (0,05—0,1 мас. %) значительно снижает поверхностное натяжение воды на границе с нефтью и твердой поверхностью, способствует дроблению глобул нефти, охваченных водой, уменьшает необходимый перепад давления для фильтрации жидкостей в пористой среде и улучшает моющие свойства воды. ПАВ влияют на смачиваемость поверхности пор пластовыми жидкостями и на интенсивность капиллярной пропитки водой низкопроницаемых нефтенасыщенных пород и вытеснение из них нефти. Лабораторные исследования показывают, что при вытеснении нефти растворами ПАВ нефтеотдача может быть повышена на 15—16%, чем при использовании обычных вод.

В настоящее время метод повышения нефтеотдачи пластов с применением углекислоты находится на стадии изучения. Углекислый газ СО₂ в значительных количествах растворяется как в воде, так и в углеводородах. При этом вязкость воды возрастает, а вязкость углеводородов уменьшается. Растворимость углекислого газа в нефти увеличивается с уменьшением ее молекулярной массы. С легкими нефтями СО₂ смешивается полностью при давлениях 5—7 МПа.

Технология метода заключается в том, что углекислота закачивается в пласт или в виде оторочки из жидкого СО₂ и проталкивается в глубь пласта карбонизированной водой, или нефть из пласта вытесняется только карбонизированной водой, в результате чего происходит взаимное растворение углекислоты с нефтью и уменьшается ее вязкость, увеличивается объем и снижается поверхностное натяжение нефти на границе с водой. При соприкосновении углекислоты с нефтью происходит экстракция легких компонентов из нефти углекислым газом. Таким образом, при перемещении углекислотной оторочки впереди будет двигаться газообразный вал, вязкость которого оказывается значительно меньше вязкости нефти. Также считают, что углекислота, вступая в химическую реакцию с породами, увеличивает проницаемость пласта.

На основе лабораторных исследований вытеснения нефти оторочкой загущенной воды установлено, что нефтеотдача коллекторов в значительной мере зависит от соотношения подвижностей воды и нефти:

где k _B, k _Н — фазовые проницаемости для воды и нефти; µ_В, µ_Н — динамические вязкости воды и нефти.

При большом значении М происходит быстрый прорыв воды к добывающим скважинам. Уменьшение подвижности воды может быть достигнуто повышением ее вязкости с помощью загустителей.

В качестве загустителей применяют водорастворимые полимеры, например полиакриламид (ПАА), который имеет высокомолекулярное строение, хорошо растворяется в воде и дает при небольших концентрациях вязкие растворы. При добавлении к воде всего 0,05 % ПАА получается псевдопластический раствор, обладающий структурно-механическими свойствами. Растворы ПАА имеют пониженное поверхностное натяжение на границе с нефтью.

Для повышения нефтеотдачи в продуктивный пласт сначала закачивают оторочку вязкого раствора ПАА, который затем проталкивают обычной водой. При этом впереди загущенной воды образуется вал погребенной воды, затем вал нефти, вытесняемый вязким раствором. Первые порции загущенной воды смешиваются с погребенной, а в тыльной части оторочки загущенная вода смешивается с нагнетаемой.

Метод повышения нефтеотдачи вытеснением нефти оторочкой загущенной воды в настоящее время находится на стадии промышленных испытаний. Достигнуто повышение нефтеотдачи на 5—6 %.