При всех достоинствах освоенного промышленностью метода заводнения нефтяных залежей как методаизвлечения нефти он, тем не менее, уже не обеспечивает необходимую конечную степень извлечения нефти из пластов, особенно в условиях неоднородных пластов и повышенной вязкости нефти, когда достигается низкий охват пластов заводнением.Увеличение нефтеотдачи пластов — сложная проблема, для решения которой используется опыт, накопленный во всех областях нефтепромыслового дела.
За многолетнюю практику эксплуатации нефтяных месторождений предложено множество методов и технологических приемов, позволяющих увеличить отбор нефти из пород. Увеличение нефтеотдачи пластов можно добиться искусственно, развивая и поддерживая в залежи благоприятные физические условия, обеспечивающие наиболее эффективное вытеснение нефти из коллектора.
Методы поддержания пластового давления путем нагнетания в пласт воды или свободного газа, а также методы восполнения энергии в месторождениях с истощенными ее ресурсами (так называемые вторичные методы добычи нефти) не дают еще возможности извлекать все запасы нефти. Поэтому продолжаются усиленные поиски новых методов увеличения нефтеотдачи (МУН). В основе их всегда лежат соответствующие физические закономерности. Например, лучше вытесняются из пласта маловязкие нефти. Поэтому некоторые методы увеличения нефтеотдачи пластов основаны на искусственном введении в пласт тепла и теплоносителей для снижения вязкости пластовой нефти.
Как известно, даже тяжелые битумы хорошо растворяются в некоторых легких углеводородных растворителях. Например, бензин или жидкий пропан способны удалять из пористой среды практически всю нефть. Это свойство растворителей используется для разработки методов увеличения нефтеотдачи путем нагнетания в пласт сжиженных газов.
Обобщенная классификация методов увеличения нефтеотдачи представлена в таблице 11.1.
Таблица 11.1 - Обобщенная классификация МУН
| № | Класс | Методы |
| Газовые | 1. Водогазовое воздействие (ВГВ); 2. Воздействие углекислым газом СО2; 3. Воздействие другими газами (N2, дымовыми и др.). | |
| Гидродинамические | 1. Циклическое заводнение; 2. Форсированный отбор жидкости. | |
| Тепловые | 1. Вытеснение нефти теплоносителями; 2. Вытеснение нефти за счет внутрипластовых окислительных экзотермических реакций. | |
| Физико-химические | 1. Полимерное заводнение; 2. Мицеллярное заводнение; 3. Заводнение с применением ПАВ. | |
| Микробиологические | 1. Введение в пласт бактерий; 2. Создание бактериальной микрофлоры в пластовых условиях. | |
| Механические | 1. Виброволновое воздействие; 2. Воздействие магнитными и электрическими полями. |
В лабораторных условиях и при промышленных испытаниях получили хороший результат при использовании многих других методов увеличения нефтеотдачи: нагнетание в пласт загущенных вод, вытеснение нефти пенами, стабилизированными поверхностно-активными веществами (ПАВ), движущийся очаг горения и т. д. В лабораторных условиях изучаются также электрические, ультразвуковые, вибрационные способы воздействия на пласт.
Несомненно, что дальнейшее изучение физических свойств пластовых жидкостей и законов движения жидкостей в пористой среде приведет в будущем к возникновению новых методов повышения отдачи нефти пластами, основанных на новых физических принципах.
Газовые МУН
Основные механизмы увеличения нефтеотдачи пластов при применении газовых методов включают в себя поддержание пластового давления, снижение вязкости нефти за счет растворения в ней газа, снижение межфазного натяжения между газом и нефтью при смешивающемся вытеснение и увеличение коэффициента охвата за счет гистерезиса фазовых проницаемостей при применении водогазового воздействия.
Различают следующие основные способы закачки газа в пласт: закачка газов в режиме несмешивания, закачка газов в режиме смешивания, водогазовое воздействие на режимах смешивания или несмешивания, с попеременной или одновременной закачкой газа и воды.
Водогазовое воздействие
Водогазовое воздействие - комбинация обычного заводнения и закачки газа. ВГВ может быть реализовано на двух режимах:
· режим смешивания, в случае закачки жирного углеводородного газа;
· режим несмешивания, в случае закачки неуглеводородного газа.
В каждом случае, эффективность метода обусловлена различными механизмами взаимодействия между нефтью и газом. При несмешивающемся ВГВ за счет капиллярных и гравитационных сил увеличивается коэффициент охвата. При смешивающемся ВГВ достигаются два эффекта: за счет смешивания нефти и газа увеличивается коэффициент вытеснения, снижается вязкость нефти, а также, за счет капиллярных и гравитационных сил – коэффициент охвата. Закачку оторочки воды ведут для выравнивания фронта вытеснения.
К достоинствам данного метода относятся возможность снижения необходимых объемов газа, а также контроль его подвижности за счет закачки оторочек воды. К недостаткам – дороговизна наземного оборудования для закачки газа.
В мировой практике ВГВ используют как с целью повышения коэффициента извлечения нефти, так и для решения задачи утилизации ПНГи ППД.
11.1.2 Воздействие углекислым газом (СО2)
Наиболее эффективный метод увеличения нефтеотдачи пластов. В результате сложного механизма физико-химического взаимодействия между углекислым газом и флюидами, насыщающими поровое пространство, достигается высокий коэффициент нефтеотдачи. При этом на несмешивающимся режиме закачка СО2 менее эффективна, чем на режиме смешивания, однако и при несмешивающемся вытеснении данный метод эффективнее закачки воды.
Возможность применения метода обусловливается наличием источника дешевого углекислого газа. К достоинствам метода относится высокий (по сравнению с другими газовыми методами) прирост коэффициента нефтеотдачи. К недостаткам метода относится необходимость соблюдения дополнительных требований к оборудованию вследствие сильной коррозии нефтепромыслового и скважинного оборудования и очистки добываемой продукции от углекислого газа.