Рассмотренные выше методы повышения производительности скважин применяют для интенсивной разработки пласта и получения максимальных дебитов. При этом работают с эксплуатационными скважинами. Заводнение проводят под нефтеносную залежь через сеть нагнетательных скважин.
На поздней стадии добычи «сливки сняты», примерно треть или четверть запасов уже извлечена, пласт истощен и в нем осталась вязкая нефть и отдельные целики нефти, запечатанные со всех сторон водой. Еще полвека назад разработка залежи на этом и кончалась. Ныне применяют вторичные методы воздействия непосредственно в самой залежи. Все они предусматривают воздействие на пласт через сеть нагнетательных скважин, причем для достижения хорошего эффекта приходится эту сеть сгущать и бурить новые скважины. Идея всех методов повышения нефтеотдачи пластов состоит в проталкивании нефти различными способами от нагнетательных к добычным скважинам (рис. 5.10).
а б а
Рис. 5.10. Схема вторичного воздействия на нефтяные пласты:
|
|
а – нагнетательные скважины; б – эксплуатационная скважина
Закачку в пласт воды применяют в неглинистых коллекторах. Глины в присутствии воды разбухают, закупоривают поры, и толку от такого вторичного заводнения в глинистых пластах нет. Большое значение имеет температура закачиваемой воды. Она должна быть достаточно высокой, чтобы в пласте из нефти не выпали парафины.
Для получения лучших результатов в воду добавляют реагенты:
1) Поверхностно-активные вещества (ПАВ) даже в концентрациях до 0,05 % уменьшают поверхностное натяжение на границе нефть–вода и нефть –порода, т.е. они хорошо промывают пласт. ПАВ – это аналоги стиральных порошков и мыла. Представьте себе испачканные нефтью руки. Их можно вымыть холодной водой. Горячая вода отмоет руки лучше. Вода со стиральным порошком отмоет руки наилучшим образом.
2) Водорастворимые полимеры, в особенности гидролизованный полиакриламид (ПАА), и пены образуют с водой вязкие растворы (загущенную воду), которые проталкивают нефть к эксплуатационным скважинам. Концентрацию полимеров берут 0,01–0,05 %, пенообразующих веществ 0,2–1 %. В целях экономии реагентов сначала закачивают расчетный объем воды, загущенной полимерами и пеной, а затем качают просто воду. Оторочка вязкой воды при этом проталкивает нефть к добывающим скважинам.
Нагнетание в пласт газов-растворителей (рис. 5.11) способствует гомогенизации и разжижению пластовых нефтей и снижению их вязкости.
а б
Рис. 5.11. Схема действия на пласт газов-растворителей:
а – нагнетательная скважина; б – эксплуатационная скважина
Метод, в отличие от нагнетания водных растворов, можно применять в любых, в том числе и глинизированных пластах. Он дороже закачки воды, потому что требует применения смеси углеводородных газов. При разработке многопластовых месторождений, где по соседству имеются залежи газа, экономически выгодно нагнетать газ из газовых залежей в отработанные нефтяные пласты. Но как быть, если рядом нет естественных источников газов-растворителей? Существует еще один газ – углекислота, которая еще лучше разжижает нефть. Объем нефти при растворении в ней СО2 увеличивается в 1,5–1,7 раза, что вносит особенно большой вклад в извлечение нефти из мелкозернистых коллекторов с капиллярными порами. Но производство углекислоты в настоящее время все еще дорого. Когда будут разработаны дешевые способы производства СО2 автономными установками на промыслах, метод найдет повсеместное применение. Во всяком случае, в США особые надежды возлагают именно на применение углекислоты при вторичной разработке мелкопористых коллекторов.
|
|
Термические методы направлены на снижение вязкости пластовых нефтей. Это самые дорогостоящие методы воздействия на пласт, потому что они энергоемкие и требуют применения специальных громоздких установок на территории промысла. Можно нагнетать в пласт горячую воду или пар с температурой до 400 оС, когда закачка воды невозможна. Достаточно эффективен метод внутрипластового горения. При нем на забой скважины-зажигательницы нагнетают окислитель (воздух) при одновременном разогреве призабойной зоны с помощью электронагревателя, газовой горелки, зажигательных химических смесей и т.п. Вследствие этого ускоряются экзотермические реакции окисления нефти, которые в конечном итоге приводят к возникновению процесса горения. Для его поддержания с поверхности нагнетают воздух или газовоздушную смесь. Очаг горения с температурой от 230 до 700 оС перемещается от зажигательной скважины в радиальных направлениях, 6–25 % пластовой нефти сгорают, а образующиеся впереди движущегося фронта горения пары и прочие горячие флюиды разжижают и толкают к эксплуатационным скважинам нефть.
При всех методах воздействия на пласт процесс идет со скоростью от 3 до 100 см в день, при хорошей проницаемости пород намного быстрее. Следовательно, положительного эффекта приходится ждать многие месяцы.