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

объясняют неудовлетворительные результаты прежних про­ мысловых испытаний таких методов: испытания прекраща­ лись слишком рано, т. е. до того, как можно было наблюдать

существенные результаты их проведения.

Наши ученые опровергают и этот вывод и рекомендуют вместо непрерывной закачки теплового агента применять импульсный способ, при котором в пласт попеременно за­ качивается теплоноситель и холодная вода в качестве вы­ теснителя.

В Советском Союзе в послевоенные годы работы по тепловым методам воздействия на нефтяные пласты сосре­ доточились в основном в Институте нефти Академии наук

СССР и Украинском филиале ВНИГНИ. Институт нефти

Академии наук в основном занимался лабораторными ис­ следованиями по установлению зависимости нефтеотдачи на­ сыщенных нефтью песков от термического фактора. Опыты проводились с нефтями различной вязкости, при различной температуре и скорости движения теплоносителя.

В результате работ последних лет Г. М. Белова и А. Б. Шейнман [39] установили:

1. Процент извлекаемой нефти из песка повышается в

зависимости от количества теплоносителя и его скорости, при

этом снижается необходимая температура нагрева. В этих условиях теплового воздействия показана возможность по­

лучения при нагреве песка до 200° не менее 70% нефти и при нагреве до 400°—от 84 до 93% нефти, содержащейся в песке.

2. На полноту отделения нефти от песка при прочих рав­ ных условиях оказывает влияние первоначальная вязкость нефти. Чем выше вязкость нефти, содержащейся в пласте,

тем выше должна быть температура нагрева и больше коли­

(А. Б. Шейнман и др.) разработал конструкции забойных горелок для создания очага горения в пласте и испытывал их в промысловых условиях. Эти работы проводились на не­

глубоких скважинах в НПУ «Кинельнефть» Куйбышевского совнархоза. К сожалению, темпы работ были очень низки и практических предложений по широкому внедрению горе­ лок на промыслах Институт не дал.

Лучших успехов в теоретических и лабораторных иссле­ дованиях различных методов теплового воздействия на

пласты добился Украинский филиал ВНИГНИ. Еще в 1947— 1950 гг. ЦНИЛ Укрнефти на одном из промыслов Борислав-

нефти проводила испытания метода теплового воздействия

нагнетанием паро-газовой смеси в пласт. Получение этой смеси осуществлялось путем сжигания газо-воздушной смеси в закрытой трубе, куда добавлялась вода. Несмотря на дли­ тельные промысловые опыты, фактически паро-газового на­

- 45 —

гнетания не происходило, а было лишь нагнетание дымовых газов и теплой воды. Причинами неудачных результатов про­

мысловых опытов явились недостаточные масштабы и темпы

нагнетания.

Однако несмотря на свою безуспешность этот опыт по­ служил толчком для дальнейших широких теоретических и

лабораторных исследований в области теплового воздействия на пласты.

В 1953 г. проф. МНИ им. И. М. Губкина И. А. Парный впервые аналитическим путем вывел закономерности тепло­ обмена внутри пористой среды при нагнетании горячей воды

вскважину.

В1954 г- Э- Б. Чекалюк, К. А. Оганов и др. [40] обосновали

введении в пласт теплового агента, наряду с повышением

температуры пласта, уходит тепловая энергия в окружающую среду пласта. Эффект теплообработки пласта зависит от ито­ гов теплообмена. Положительный эффект теплообмена между

скелетом пласта и тепловым агентом снижается, а иногда уничтожается отрицательным эффектом теплообмена между пластом и окружающей средой. Устранить или ограничить

уход тепловой энергии из пласта невозможно. Однако име­ ются возможности задавать темпы теплового процесса вну­ три пласта путем подбора количества и качества нагнетае­ мого агента и таким образом регулировать процесс тёплообработки пласта.

С повышением темпов теплоинжекции повышается коэф­ фициент полезного действия этого процесса. Следовательно,

в каждом конкретном случае можно расчетным путем опре­ делить необходимую скорость нагнетания теплового агента,

при которой пласт может быть прогрет до заданной тем­

пературы.

Далее аналитическим путем были определены, теплоин­ жекционные качества различных агентов. Установлено, что теплоинжекционный процесс при обработке пласта водяным насыщенным паром совершается в 31 раз быстрее, а при об­ работке горячей водой в 123 раза быстрее чем при обработке

пласта горячим воздухом. Воздух, дымовые газы и. паро-газо­ вая смесь являются некачественными теплоинжекционными агентами и не могут обеспечить необходимых в практике темпов тепловой обработки пласта. Из всех возможных

лении 80 атм и выше. При этом; пар обладает лучшей вытес­ няющей способностью.

Э. Б. Чекалюк, К. А. Оганов и др. [41] впервые теорети­ ческим путем и лабораторными исследованиями обосновали

— 46 —

возможность перемещения горячей зоны в пористой среде путем форсированного нагнетания вслед за теплоносителем холодной воды. Они предложили наиболее рациональный ме­ тод тепловой обработки пласта, слагающийся из следующих процессов:

а) предварительный нагрев призабойной зоны нагнета­ тельной скважины до температуры парообразования;

б) нагнетание холодной воды, превращающейся в приза­ бойной зоне в пар;

в) перемещение горячей зоны в глубь пласта путем даль­ нейшего форсированного нагнетания холодной воды.

Этот метод испытывался на истощенном участке Урич месторождения Сходница и дал обнадеживающие резуль­

таты.

Наряду с положительными сторонами этого метода имеют­ ся недостатки, один из которых—ограниченный радиус дейст­ вия тепловой волны; по расчету волна может дойти до 70—

100 м от нагнетательной скважины, вследствие больших теп­

ловых потерь в пласте.

Поэтому тепловая обработка пласта при помощи водяного пара может осуществляться только площадным методом на­ подобие площадного заводнения пластов.

Наряду с изысканиями в области теплового воздействия на нефтяные пласты горячей водой и паром в Украинском филиале ВНИГНИ проводились также работы по созданию в пласте передвижного очага горения.

Первая серия опытов в лабораторных установках прово­ дилась на обыкновенных пластовых нефтях украинских место­

рождений в двух направлениях:

1)путем нагнетания горячего воздуха с температурой

800° в модель песчаника, насыщенного нефтью;

2)путем нагнетания в модель песчаника холодного воз­

духа через предварительно нагретый до температуры 600° участок модели.

В обоих случаях устойчивого горения в модели создать не удавалось. Это объясняется тем, что в пласте, насыщенном обычной нефтью с небольшой вязкостью (до 100 спз), при нагнетании горячего воздуха происходит испарение нефти и уход ее в глубь пласта. В прогретой зоне остается очень мало горючего материала, в силу чего возгорания его не проис­ ходит.

Устойчивый' очаг горения можно создать только в том случае, если в пласте содержится высоковязкая тяжелая нефть. Под действием высокой температуры эта нефть дает кокс, который и является горючим материалом в пласте.

На основании изложенного становится ясным, почему американским инженерам Куну и Коху [35] удалось создать

— 47 —