Вторичные методы добычи нефти

При разработке нефтяной залежи на ненапорных режимах без-поддержания пластового давления первоначальные запасы пласто­вой энергии быстро расходуются, в результате чего дебиты скважин; и общая добыча нефти из залежи снижаются до весьма малых вели­чин, в то время как в залежи еще остаются огромные количества нефти.

Общий коэффициент нефтеотдачи при разработке таких залежей очень низкий и, как говорилось выше, — не превышает величив 0,15—0,3.

Для повышения текущей добычи нефти из таких «истощенных»-залежей и увеличения их суммарной нефтеотдачи применяют вто­ричные методы добычи нефти.

В большинстве случаев в качестве вторичных мероприятий для извлечения остаточных запасов нефти из истощенных залежей при­меняется вытеснение этой нефти нагнетаемыми в залежь водой ила газом. Нагнетание в. пласт воды или газа с целью восполнения исто­щенной пластовой энергии осуществляется чаще всего по всей пло­щади нефтяной залежи (площадное заводнение, площадная закачка

89»

газа или воздуха). При этом нагнетательные скважины распола­гаются непосредственно в нефтяной зоне между эксплуатационными скважинами. Обычно в качестве нагнетательных используются неф­тяные скважины или скважины, выбывшие из эксплуатации по тем или иным причинам.

Наиболее благоприятными объектами для применения вторичных методов добычи нефти являются залежи, характеризующиеся мини­мальной нефтеотдачей в процессе первичной стадии их разработки, т. е. такие, при эксплуатации которых использовалась преимуще­ственно энергия растворенного в нефти газа.

Условиями, благоприятствующими эффективному применению вторичных методов добычи нефти, помимо наличия в пласте доста­точного количества неизвлеченной нефти, являются: спокойное и пологое залегание пластов, без нарушений и тектонической пере-битости залежи; однородность литологического состава и проница­емости пород пласта; небольшая вязкость нефти; небольшая мощность продуктивного пласта.

В настоящее время наиболее распространенным вторичным методом добычи нефти является площадное заводнение. Распростра­ненность этого метода обусловливается в основном высокой нефте-•отдачей при вытеснении нефти водой. Так как плотность воды •больше, чем нефти, то нагнетаемая в пласт вода будет стремиться проходить по нижней части пласта, а в истощенном пласте нижняя часть всегда больше насыщена нефтью по сравнению с верхней. Кроме того, вода, продвигаясь по пласту, заполняет поры породы и, смачивая пески, освобождает даже ту нефть, которая удерживается в породе прилипанием, т. е. силами молекулярного притяжения.

Следует, однако, отметить, что при бессистемном заводнении за­лежи эффект может оказаться отрицательным: при неравномерном обводнении площади образуются потерянные «целики» нефти, кото­рые трудно выявить и, следовательно, ввести в эксплуатацию.

Для получения большего эффекта площадное заводнение следует проводить в условиях равномерного и повсеместного воздействия на залежь нагнетаемой воды, так, чтобы локализовать распространение ее и обработать максимальный объем породы за возможно более короткий срок.

Нагнетательные скважины в пределах сетки размещают равно­мерно по площади с таким расчетом, чтобы на каждую из них при­ходилась ограниченная часть ее, в пределах которой можно контролировать распространение нагнетаемой воды.

Давление нагнетания зависит главным образом от объема нагне­таемой воды и проницаемости пород. Следует учитывать, что с уве­личением темпов закачки воды сроки вытеснения нефти не всегда сокращаются. Часто происходит прорыв воды в каком-либо напра­влении и увеличивается ее удельный расход. Поэтому оптимальные скорости процесса следует определять опытным путем в каждом кон­кретном случае. При установившемся процессе (после заполнения всех пустот в породе жидкой фазой) количество нагнетаемой воды

во

можно принять равным количеству жидкости, добываемой в единицу времени.

Требование равномерности размещения скважин при площадном заводнении связано с бурением большего или меньшего числа новых скважин. Поэтому увеличение глубин скважин приводит к неко­торому ограничению эффективного применения процесса. При глу­бинах свыше 800 м стоимость бурения новых скважин может стать уже значительным препятствием на этом пути; при глубинах меньше 150 м нагнетание воды может сопровождаться расслоением пород в связи с небольшой величиной горного давления; это способствует бесконтрольным прорывам воды. Поэтому применение площад­ного заводнения наиболее целесообразно при глубинах от 150 до 800 м.

В связи с неоднородностью строения залежей, особенно по вер­тикали, возможны прорывы воды в каком-либо одном направлении, что значительно снижает эффективность метода. Чтобы предотвра­тить это явление, принимают следующие меры: а) изолируют сильно поглощающие участки прорыва путем цементирования, химиче­ского тампонажа, при помощи пакеров; б) регулируют темпы нагне­тания воды и отбора жидкости вплоть до прекращения последнего; в) частично уменьшают проницаемость наиболее поглощающих зон путем нагнетания в них загрязненной воды, воздуха в смеси с водой и пр.

При площадной закачке в пласт газа или воздуха принцип раз­мещения нагнетательных скважин по площади такой же, как и при площадном заводнении.

Нормы закачки газа или воздуха на одну нагнетательную сква­жину устанавливают опытным путем в пределах 2000—5000 м³/сут при мощности пласта не более 20 м. Чрезмерная интенсивность нагнетания рабочего агента может привести к бесполезным его про­рывам в каком-либо одном направлении.

Для предотвращения прорывов рабочего агента принимают сле­дующие меры:

регулируют отбор нефти в эксплуатационных скважинах, в на­правлении которых намечается прорыв, вплоть до временного за­крытия этих скважин;

производят временную подкачку воды в нагнетательные сква­жины, являющиеся очагами прорывов газа;

сокращают объем нагнетания газа в отдельных скважинах вплоть до перевода их в эксплуатационные при оборудовании под нагнета­ние других скважин.

В большинстве случаев в качестве рабочего агента для нагнета­ния в пласт применяют не газ, а воздух, хотя наиболее желательным было бы применение естественного нефтяного газа. Это объясняется главным образом отсутствием на промыслах необходимых ресурсов газа. Воздух как рабочий агент имеет некоторые положительные свойства: он хуже растворяется в нефти и является по сравнению с газом лучшим проталкивающим нефть агентом.

Отрицательные свойства воздуха как рабочего агента следующие:

1) длительное соприкосновение нефти с воздухом может повести
к частичному окислению нефти и ухудшению ее подвижности;

2) смешение воздуха с пластовым газом приводит к уменьшению
калорийности последнего;

3) выпуск в атмосферу сильно «загрязненного» в эксплуатацион­
ных скважинах газа воздухом приводит к потере ценных бензиновых
•фракций;

4) при очень сильном обогащении воздухом извлекаемого газа
использование последнего сопряжено с опасностью получения взрыв­
чатых смесей; поэтому необходимо уделять особое внимание иссле­
дованиям газовой продукции и вопросам техники безопасности;

5) воздействие кислорода воздуха, особенно в присутствии воды,
приводит к усиленной коррозии труб и подземного оборудования
в скважинах.

Вторичные методы добычи нефти во всех своих вариантах являются вынужденными мероприятиями, которые приходится применять вследствие малой эффективности методов работы на первичной ста­дии эксплуатации месторождений.

Применение современных рациональных систем разработки неф­тяных залежей с ранним использованием искусственных процессов поддержания пластового давления, безусловно, сведет к минимуму применение вторичных методов, так как уже на первичной стадии может быть достигнута надлежащая нефтеотдача.

В настоящее время вторичные методы добычи нефти являются необходимыми лишь для старых месторождений, в которых еще «сталось большое количество извлеченной нефти.