Заказ 2145

воздуха заставляет ее двигаться по направлению к эксплуатацион­ным скважинам. При горении происходит крекинг, в результате которого более легкие фракции оттесняются к эксплуатационным скважинам, а тяжелые смолистые остатки в виде кокса остаются в песчанике, являясь горючим материалом при дальнейшем движе­нии фронта горения. В пласте сгорает около 10 %" заключенной в нем нефти.

Характерное распределение нефтеводонасыщенности при про­цессе ВДОГ, построенное по экспериментальным данным советских и зарубежных ученых, показано на рис. 30.

При ВДОГ образуются: легкие углеводороды, которые затем конденсируются в ненагретой зоне пласта впереди фронта горения;

Рис. 30. Схема процесса ВДОГ.

Распределение: а — темпе­ратуры; б — нефтенасыщен-ности; в—водонасыщенности. Зоны: 1 — пластовой темпе­ратуры; 2 — предваритель­ного повышения темпера­туры; 3 — испарения; 4 — термохимических реакций; 5 — горения; 6 — регене­рации тепла. Расстояние

перегретый пар из реакционной и пластовой воды и из влаги, посту­пающей с окислителем, с последующей его конденсацией; высокона­гретые газы горения (С0_а, СО, К₂ и остаточный 0₂), частично рас­творяющиеся в воде и нефти; твердый коксоподобный остаток.

Содержащиеся в продуктах горения перегретые пары воды, со­прикасаясь в начале зоны предварительного повышения температуры с ненагретой породой, конденсируются, образуя в пласте «вал горя­чей воды» (зону повышенной водонасыщенности), который эффек­тивно вытесняет нефть.

В первом приближении можно считать, что ВДОГ с использова­нием в качестве окислителя воздуха или воздуха, обогащенного кислородом, может быть успешно осуществлен в пластах, содержа­щих нефть с плотностью выше 900 кг/м³ и вязкостью выше 100 спз (0,01 Па-с).

Создание ВДОГ независимо от качества содержащейся в пори­стой среде нефти может быть осуществлено лишь при нагнетании в пласт газовоздушной смеси. При этом количество воздуха в смеси должно быть достаточным для сжигания газа и коксоподобного остатка.

Температура фронта горения зависит от количества сгорающего материала, расхода окислителя, тепловых характеристик нефтена-сыщенной породы, тепловых потерь в пространство, окружающее зону горения, и может колебаться от 350 до 650° С.

В Советском Союзе промысловые опыты по созданию ВДОГ про­водятся с 1967 г. на нефтяном месторождении Павлова гора в Крас­нодарском крае.

Нагнетание в пласт теплоносителя. В качестве теплоносителя для закачки в пласт могут быть использованы горячая вода, водяной пар, парогазовая смесь и др.

При нагнетании в пласт больших количеств горячей воды зона нагрева распространяется на значительное расстояние от нагнета­тельной скважины.

Повышение температуры пласта вызывает снижение вязкости нефти, изменение молекулярно-поверхностных сил и расширение объемов пластовых жидкостей.

Уменьшение вязкости нефти увеличивает ее подвижность. С по­вышением температуры улучшается смачиваемость водой поверх­ности минералов пород коллектора. Объемное расширение пластовых жидкостей и скелета пласта приводит к увеличению количества извлекаемой из пласта нефти.

Все эти факторы в конечном счете обусловливают значительное увеличение нефтеотдачи пласта.

При нагнетании горячей воды в водонефтенасыщенный пласт вода, отдавая тепло пласту, будет остывать. В соответствии с этим участок пласта между нагнетательной и эксплуатационной галереями (или скважинами) можно разделить условно на три зоны: 1) горячей воды; 2) остывшей воды (воды пластовой температуры) и 3) нефти (или по­вышенной нефтенасыщенности), температура которой также равна пластовой. Поэтому вначале нефть будет вытесняться водой пластовой температуры и только после этого горячей водой. Следовательно, прирост нефтеотдачи за счет нагнетания горячей воды будет наблюдаться главным образом в водный период эксплуа­тации.

Процесс распространения тепла в пласте и извлечения нефти при нагнетании в пласт водяного пара является более сложным, чем при нагнетании горячей воды. В этом случае в пласте происходят испарение легких фракций нефти и конденсация пара.

При нагнетании перегретого пара нагревание пласта в первую очередь происходит за счет тепла перегрева, что сопровождается снижением температуры пара до температуры насыщения (т. е. до температуры кипения воды при существующем давлении). При дальнейшем движении по пласту пар отдает скрытую теплоту паро­образования, и пар будет конденсироваться. До тех пор, пока не используется вся скрытая теплота парообразования, температура пароводяной смеси (следовательно, и пласта) будет равна темпера­туре насыщенного пара. После того как весь пар сконденсируется, пласт будет нагреваться за счет тепла горячего конденсата (т. е. горячей воды), что сопровождается снижением его температуры до начальной температуры пласта. Кроме того, на характер распре­деления температуры в пласте влияют потери тепла через кровлю и подошву и изменение (снижение) давления по мере удаления от паронагнетательной скважины.

Температурный профиль пласта, соответствующий вышеизложен­ной схеме, изображен на рис. 31.