Файл: Муравьев, Виталий Михайлович. Новые методы вытеснения нефти из пластов.pdf

С почти чистым метаном при давлениях 400 ат выход

и дан ряд практических рекомендаций.

Для промышленного изучения процесса закачки газа под высоким давлением ГрозНЙИ рекомендует в первую очередь использовать VIII и IX блоки XIII понадвигового пласта.

В 1956 г. в лаборатории физики пласта ВНИИнефть были поставлены опыты по определению влияния состава газа на нефтеотдачу. Этими опытами установлено, что пропан как вытесняющий агент в сравнении с водой и сухим газом имеет ряд преимуществ: хорошую растворимость, малую вязкость, возможность закачки его при невысоких давлениях, порядка

200 ат. В последующих лабораторных опытах по созданию газо­

конденсатной зоны было установлено, что добавка к пропану

ные растворы при сравнительно малых двалениях. Так, эти опыты показали, что при одних и тех же условиях 1 м3 ме­

вила 91%. Таким образом, в сравнении с жидким пропаном смесь пропана с метаном в газовом состоянии позволяет более успешно вытеснять нефть.

Рассматривая вопросы закачки в пласт жирного газа и сжиженных нефтяных газов, А. Беликовский и В. Терзи

приводят ряд соображений относительно ресурсов этих га­ зов в Советском Союзе. По их данным уже сейчас из всей

добычи нефти Урала и Поволжья возможно ежегодно добы­ вать до 5 млн. м3 жидкого газа, в том числе около 3 млн. м3 пропано-бутановой фракции, причем это количество в бли­

жайшие годы может быть доведено до 5 млн. м3.

Таким образом, полученные результаты говорят о том, что метод частичного растворения нефти имеет несомненные перспективы. Дальнейшие работы по промышленному испы­ танию этого метода позволят не только уточнить методику

проведения процесса, но и всесторонне оценить ее эффек­ тивность.

ТЕПЛОВЫЕ МЕТОДЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА НЕФТЯНЫЕ ПЛАСТЫ

Проблема теплового воздействия на нефтяные пласты,

чтобы максимально увеличить их нефтеотдачу, занимает на­ учно-исследовательскую мысль уже около 40 лет. Как следует из доклада Дж. Ван Хейнингена и Н. Шварца [25] на IV Меж­ дународном нефтяном конгрессе, идея термического воздей­

— 35 —

ствия на пласт для увеличения нефтеотдачи была высказана в США еще в 1917 г.

За прошедший период в этой области было проведено большое количество теоретических и лабораторных исследо­ ваний, а также практических промысловых опытов. Однако проведенные работы еще недостаточны для освещения всех вопросов, связанных с технологией я экономикой тепловых

методов воздействия на нефтяные пласты. Эти методы почти

не находят практического применения в нефтедобывающей

промышленности.

В настоящее время теоретические исследования и прак­

тические работы по тепловому воздействию на пласт продол­

жаются во многих странах, и многие специалисты считают,- что эти методы имеют самое перспективное будущее средш прочих методов повышения нефтеподачи пластов. Сейчас

можно отметить лишь то, что методы теплового воздействия на нефтяные пласты еще не вышли за рамки лабораторных и полупромышленных исследований и, следовательно, для промысловой практики являются новыми методами.

Сущность всех тепловых методов воздействия на нефтя­ ной пласт состоит в том, что при нагреве пласта снижается вязкость пластовой нефти и поверхностное натяжение, умень­

шается действие адсорбционных сил. Этим самым создаются условия для наиболее полного вытеснения нефти из пор пласта. Конечно, при рассмотрении проблемы в целом нуж­ но, кроме теплового фактора, принимать во внимание и ди­ намические факторы — количество и скорость движения те­ плового агента, свойства теплоносителя и его вытесняющие способности и т. п.

Тепловое воздействие на нефтяной пласт может быть осуществлено различными способами:

1) газификация пласта, т. е. создание в пласте передвиж­

2)закачка в пласт горячей воды или пара;

3)закачка в пласт различных газообразных теплоноси­ телей. -

В США применение тепла при эксплуатации нефтяных скважин, по данным Д. Честера и Д. Мензи [26], впервые, было осуществлено в 1940 г. для депарафинизации забоя скважины. Высокая температура достигалась путем сжига­ ния на забое скважин газо-воздушной смеси. Воспламенение смеси производили специально спущенным запалом.

В 1923 г. Говард [27] предложил процесс подземной очист­ ки сырой нефти. Его Предложение заключалось в подаче газо-воздушной смеси на забой нагнетательной скважины и воспламенении этой смеси от электрозапала. По мнению автора, полученное тепло ' от сгорания смеси и части нефти

- 36 -

в призабойной зоне скважины будет превращать близлежа­ щую нефть в газ, который будет двигаться в сторону наи­ меньшего давления, т. е. к окружающим скважинам. Это предложение схоже с предыдущим, но предусматривает уже создание в пласте передвижного очага горения, а не только

подогрев призабойной зоны скважин. Однако в практических условиях это предложение не проверялось.

Вопросами нагнетания водяного пара в нефтяной пласт занимался Стовалл [28], который с 1926 по 1931 г. проводил лабораторные опыты, а в 1934 г. промысловые. Ему удалось

обработать участок пласта площадью 0,4 га. После 235-днев­ ного беспрерывного нагнетания водяного пара в количестве

15—16 т]сутки при давлении 10—14 ат Стовалл добился вытеснения 98% запасов нефти.

Первые практические работы по созданию передвижно­

го очага горения в нефтяном пласте провели советские уче­ ные А. Б. Шейнман, К- К. Дубровай и С. Л. Закс в 1933—

1938 гг. [29, 30, 31]. Эти работы были начаты в связи с успеш­ ными опытами подземной газификации угольных залежей.

Первоначально в 1934 г. в быв. ГИНН были проведены лабо­ раторные опыты. В том же году эти опыты стали прово­ диться в природных условиях на Ширванском нефтяном месторождении быв. Майнефти. Опытная установка в Майнефти состояла из топочного агрегата, работающего на неф­ ти и установленного у устья нагнетательной скважины, ком­

прессорной станции для нагнетения воздуха в пласт и трех скважин глубиной около 100 м, проведенных на пласт Е

(одна из них нагнетательная). Скважины были расположены по прямой линии на расстоянии 6 и 15 я друг от друга.

Дымовые газы от сгорания нефти, смешанные с воздухом,

нагнетались в нагнетательную скважину при температуре

на устье 600—650°.

Как лабораторные, так и промысловые опыты показали, что нефтяной пласт может быть зажжен при нагнетании в него газо-воздушной смеси с температурой выше темпера­

туры воспламенения нефти. Но эти опыты еще не доказали

возможности создания передвижного очага горения в пласто­ вых условиях.

После проведения экспериментов в Майкопе авторы пе­ решли к работам в промышленном масштабе в Верхне-Чу­ совских городках (1935 г.), Старогрозненском районе (1936— 1937 гг.) и снова в Майкопе (1937 г.). Все эти работы прово­ дились по одной и той же методике: на поверхности около наг­

нетательной скважины сооружалась выносная топка, из кото­ рой смесь продуктов сгорания и воздуха при температуре 400— 600° нагнеталась через скважину в пласт. Отбор нефти из пласта производилась из скважин, окружавших нагнета­ тельную.

— 37

Работы по нагнетанию в пласт горячей газо-воздушной смеси в Верхне-Чусовских городках и Старогрозненском

районе не дали никаких практических результатов и были прекращены в первом случае через 59 дней с начала про­ ведения процесса и во втором — через 76 дней.

Работы на Апшеронском промысле Майнефти продолжа­ лись более длительное время; установка действовала с пе­ рерывами два с лишним года. Для опытов по подземной га­

зификации был выбран заброшенный участок с 15 скважи­ нами, эксплуатация которых прекратилась еще в период

1923—1930 гг. Все скважины на этом участке подлежали лик­

видации. Эксплуатационными объектами участка были за­ лежи Е] и Е3 мощностью около 10 м каждая. Глубина сква­ жины 500—520 м. Общий объем залежей в пределах опыт­ ного участка был равен 1 670 000 м3. В задачу опытных ра­ бот входило выявление условий применения разработанного в ИГИ Академии наук СССР варианта подземной газифика­ ции, по которому огневой очаг находится на поверхности и

лучаемый из эксплуатационных скважин газ, образующий­ ся в пласте как основной продукт процесса, предполагалось

использовать для бытовых и промысловых потребностей.

Судя по материалам, опубликованным в печати автора­ ми проекта [3.1], проведенные работы по закачке в пласт го­ рячей газо-воздушной смеси позволили дополнительно до­ быть нефть и газ из заброшенного до этого участка.

Однако Б. Б. Лапук [32, 33] в результате исследований и

тщательного анализа результатов процесса пришел к пра­ вильному выводу, что подземной газификации ни в этом,

ни в двух предыдущих случаях достигнуто не было. Допол­ нительная добыча нефти была обусловлена обычным процес­ сом закачки газа в пласт (или, как его называли в то вре­ мя, процессом Мариетта).

Б. Б. Лапук нашел, что вследствие огромных потерь тепла на забой нагнетательной скважины поступала холод­

ная или едва подогретая газо-воздушная смесь. Это дока­ зывается тем, что температурные индикаторы из олова, по­ мещенные на глубине 147 мм не расплавились, т. е. на этой глубине температура была ниже 230°. Другими словами, на

протяжении всего лишь 150 м падение температуры состав­ ляло величину порядка 400°. Тепловыми расчетами Б. Б. Ла­ пук доказал, что при тех расходах воздуха и нефти, кото­ рые имели место при проведении промышленных опытов в

Верхне-Чусовских городках, Старогрозненском районе и Майнефти, нельзя рассчитывать не только на доведение темпе­ ратуры в пласте до 100°, но и вообще на сколько-нибудь

значительное повышение температуры.

38 —